ES2559627T3 - Procedimiento para la obtención de olefinas mediante disociación de vapor térmica en horno de disociación - Google Patents

Procedimiento para la obtención de olefinas mediante disociación de vapor térmica en horno de disociación Download PDF

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ES2559627T3 ES13745591.1T ES13745591T ES2559627T3 ES 2559627 T3 ES2559627 T3 ES 2559627T3 ES 13745591 T ES13745591 T ES 13745591T ES 2559627 T3 ES2559627 T3 ES 2559627T3
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Abstract

Procedimiento para la reacción de cargas de hidrocarburos mediante disociación de vapor térmica para dar una corriente de productos que contiene olefinas, que contiene al menos etileno y propileno, haciéndose reaccionar al menos parcialmente una primera carga de hidrocarburos en al menos un primer horno de disociación (1), y una segunda carga de hidrocarburos en al menos un segundo horno de disociación (2), caracterizado por que la segunda carga de hidrocarburos se hace reaccionar en el segundo horno de disociación (2) con condiciones de disociación que conducen a una proporción de propileno respecto a etileno de 0,85 a 1,6 kg/kg en la salida del horno de disociación, y por que la primera carga de hidrocarburos se hace reaccionar en el primer horno de disociación (1) con condiciones de disociación que conducen a una proporción de propileno respecto a etileno de 0,25 a 0,85 kg/kg en la salida del horno de disociación, situándose el valor para la proporción de propileno respecto a etileno para la segunda carga de hidrocarburos por encima del valor para la proporción de propileno respecto a etileno para la primera carga de hidrocarburos, y conteniendo la segunda carga de hidrocarburos predominantemente hidrocarburos que presentan como máximo un índice de carbono de 5.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento para la obtencion de olefinas mediante disociacion de vapor termica en horno de disociacion
La presente invencion se refiere a un procedimiento para la reaccion de aplicaciones de hidrocarburo mediante disociacion de vapor termica para dar al menos una corriente de productos que contiene olefina, que incluye al menos etileno y propileno, haciendose reaccionar al menos parcialmente una primera carga de hidrocarburos en al menos un primer horno de disociacion, y una segunda carga de hidrocarburos en al menos un segundo horno de disociacion.
En el caso de disociacion de vapor termica (tambien denominada craqueo de vapor o descomposicion termica de vapor, en ingles Steam Cracking) se trata de un procedimiento de petroqmmica establecido desde hace tiempo. El compuesto objetivo clasico en la disociacion de vapor termica es el etileno (tambien: eteno), que representa un compuesto de partida importante para una serie de smtesis qdmicas.
Como carga para la disociacion de vapor termica se pueden emplear tanto gases, como etano, propano o butano, y mezclas correspondientes, como tambien hidrocarburos lfquidos, como por ejemplo nafta, y mezclas de hidrocarburos.
Respecto a los dispositivos y condiciones de reaccion que se emplean en particular en la disociacion de vapor termica, y respecto a las reacciones aisladas, asf como respecto a particularidades de la tecnica de refinena, remttase al correspondiente artmulo en obras de consulta, como Zimmermann, H. y Walzl, R.: Ethylene. En: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. 6a edicion. Weinheim: Wiley-VCH, 2005, e Irion, W. W. y Neuwirth, O. S.: Oil Refining. En: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6a edicion Weinheim: Wiley VCH 2005. A modo de ejemplo, tambien se dan a conocer procedimientos para la obtencion de olefinas en el documento US 3 714 282 A y el documento US 6 743 961 B1, que comprende un procedimiento para la obtencion de olefinas en el que se trata previamente aceite pesado en un proceso de disociacion suave, antes de conducirse a un horno para la disociacion termica.
Por lo demas, en este caso mencionese el documento US 2004/209964, que da a conocer que los hidrocarburos con un mdice de carbono entre 15 y 30, que se obtuvieron a traves de una smtesis de Fischer- Tropsch y se fraccionaron, se disocian en condiciones termicas suaves tras una hidrogenacion.
Para la disociacion de vapor termica se emplean hornos de disociacion. Los hornos de disociacion, junto con la unidad de extincion e instalaciones post-conectadas para la elaboracion de las mezclas de productos formadas, estan integrados en instalaciones correspondientemente mayores para la obtencion de olefinas, que se denominas “craqueadores de vapor” en el ambito de esta solicitud.
Un parametro importante en la disociacion de vapor termica es agudeza de disociacion (en ingles Cracking Severity), que determina las condiciones de disociacion. Las condiciones de disociacion son influenciadas en especial por la temperatura y el tiempo de residencia, asf como las presiones parciales de hidrocarburos y de vapor de agua. Tambien la composicion de mezclas de hidrocarburos empleadas como carga y el tipo de construccion de hornos de disociacion empleados influyen sobre las condiciones de disociacion. Debido a las influencias redprocas de estos factores, la condicion de disociacion se determina normalmente a traves de la proporcion de propileno (tambien denominado propeno) respecto a etileno en el gas de disociacion.
Ademas del clasico compuesto objetivo etileno, en el caso de disociacion de vapor termica se producen, segun mezcla de empleo y condiciones de disociacion, cantidades considerables de productos secundarios, que se pueden separar a partir de una correspondiente corriente de producto. En este caso se trata, entre otros, de alcanos inferiores, como por ejemplo propileno y butenos, asf como dienos, como por ejemplo butadienos, asf como compuestos aromaticos, como por ejemplo benceno, tolueno y xilenos. Estos poseen un valor economico relativamente elevado, de modo que es deseable su formacion como los denominados productos de valor anadido (en ingles High Value Products).
El documento US 2008/0194900 A1 da a conocer un procedimiento para la generacion de olefinas mediante disociacion de vapor de nafta aromatica, en el que etano, propano formado, y una corriente de C5-olefina formada se pueden recircular a la disociacion.
El documento US 6 743 961 B2 da a conocer un procedimiento para la generacion de olefinas, en el que el aceite crudo se evapora parcialmente en una unidad de evaporacion y disociacion combinada. El vapor formado y el lfquido remanente se disocian bajo diferentes condiciones de disociacion.
En el documento US 2004/209964 A1 se propone un procedimiento en el que se fracciona una corriente de producto de Fischer-Tropsch. Hidrocarburos de diferentes longitudes de cadena se disocian en diferentes
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condiciones de disociacion.
La presente invencion se plantea la tarea de mejorar las posibilidades de obtencion de mezclas de productos que contienen olefinas a partir de hidrocarburos, mediante disociacion de vapor termica.
Manifestacion de la invencion
La invencion propone ante este fondo un procedimiento para la reaccion de cargas de hidrocarburo mediante disociacion de vapor termica para dar al menos una corriente de productos que contiene olefina, que comprende al menos etileno y propileno, haciendose reaccionar al menos parcialmente una primera carga de hidrocarburos en al menos un primer horno de disociacion, y una segunda carga de hidrocarburos en al menos un segundo horno de disociacion, con las caractensticas de las reivindicaciones independientes. Los acondicionamientos preferentes son objeto de las reivindicaciones subordinadas y de la siguiente descripcion.
Ventajas de la invencion
Segun la invencion se propone un procedimiento en el que se hace reaccionar la segunda carga de hidrocarburos en el segundo horno de disociacion con condiciones de disociacion que conducen a una proporcion de propileno respecto a etileno de 0,85 a 1,6 kg/kg, y la primera carga de hidrocarburos en el primer horno de disociacion con condiciones de disociacion que conducen a una proporcion de propileno respecto a etileno de 0,25 a 0,85 kg/kg en la salida del horno de disociacion, situandose el valor para la proporcion de propileno respecto a etileno para la segunda carga de hidrocarburos por encima del valor para la proporcion de propileno respecto a etileno para la primera carga de hidrocarburos. En este caso, la primera y la segunda carga de hidrocarburos se diferencian en su composicion.
En el ambito de la invencion, se denominan primera, o bien segunda carga de hidrocarburos, todas los hidrocarburos que se conducen al primer, o bien al segundo horno de disociacion. Es decir, se hace reaccionar al menos parcialmente una primera carga de hidrocarburos en un primer horno de disociacion, y una segunda carga de hidrocarburos en un segundo horno de disociacion, y precisamente, en cada caso, en condiciones de disociacion como se indican en la reivindicacion 1. Condiciones de disociacion como las que dominan en el segundo horno de disociacion, y como se indican en la reivindicacion 1 con la correspondiente proporcion de propileno respecto a etileno, se denominan a continuacion condiciones de disociacion suaves, mientras que las condiciones de disociacion como las que dominan en el primer horno de disociacion, y que se indican igualmente en la reivindicacion 1 mediante la proporcion de propileno respecto a etileno, se denominan a continuacion condiciones de disociacion normales. Condiciones de disociacion normales son condiciones de disociacion como las que se emplean habitualmente en la disociacion de vapor termica.
En el ambito de esta invencion se entiende por horno de disociacion una unidad de disociacion en la que las condiciones de disociacion estan determinadas. Es posible que en un horno total se presente una subdivision en dos o mas hornos de disociacion. Frecuentemente se habla entonces de celdas de horno. Por regla general, varias celdas de horno que pertenecen a un horno total presentan zonas de radiacion independientes entre sf, y una zona de conveccion comun, asf como una extraccion de humo comun. En estos casos, cada celda de horno se puede accionar con condiciones de disociacion propias. Por consiguiente, cada celda de horno es una unidad de disociacion, y por consiguiente se denomina horno de disociacion en este caso. El horno total presenta entonces varias unidades de disociacion o, expresado de otro modo, presenta varios hornos de disociacion. Si se presenta solo una celda de horno, esta es la unidad de disociacion, y por lo tanto el horno de disociacion. Los hornos de disociacion se pueden reunir en grupos, que se abastecen con la misma carga. Las condiciones de disociacion dentro de un grupo de hornos se ajustan generalmente de la misma o de similar manera.
En el caso de disociacion termica de hidrocarburos de composicion habitual, como por ejemplo nafta, bajo condiciones suaves, se produce una cantidad muy elevada de bencina de pirolisis, que es muy diffcil en el manejo debido a la gran cantidad. Esto es un resultado de la reaccion de la carga en el horno de disociacion, relativamente mas reducida, en condiciones de disociacion suaves. No obstante, son deseables condiciones de disociacion suaves, ya que en el caso de una disociacion bajo condiciones suaves se presenta una mayor proporcion de propileno respecto a etileno que en el caso de una disociacion bajo condiciones de disociacion normales, como se emplean habitualmente.
Con el procedimiento segun la invencion se posibilita accionar un horno de disociacion bajo condiciones de disociacion suaves, ya que carga y condiciones de disociacion se adaptan entre sf. Solo mediante la adaptacion de carga y condiciones de disociacion es posible evitar los inconvenientes descritos en el anterior parrafo. Estos inconvenientes y la solucion descubierta se identificaron en el ambito de la invencion.
Por consiguiente, con el procedimiento segun la invencion se posibilita accionar una instalacion para el craqueo de vapor de modo que se produzca mas propileno en relacion con la carga reciente que en una instalacion
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convencional en la que no se emplea el procedimiento segun la invencion.
Cuanto mas elevada se selecciona la proporcion de propileno respecto a etileno para las condiciones de disociacion en el segundo horno de disociacion, tanto mas propileno se produce en relacion con la carga reciente. Esto es ventajoso en el ambito de la invencion. No obstante, una proporcion de propileno respecto a etileno mas elevada va acompanada de una menor reaccion de la carga, de modo que para los valores superiores se presentan lfmites tecnicos y economicos. Dentro de los valores lfmite indicados en las reivindicaciones se garantiza por una parte que se ajusten las ventajas de la invencion, y por otra parte que el craqueador de vapor sea manejable tecnicamente y accionable de manera economica.
Para los valores lfmite indicados para las condiciones de disociacion en el horno de disociacion que transforma bajo condiciones suaves es valido que, dentro del mismo, es posible una disociacion de vapor ventajosa desde el punto de vista tecnico y economico, en la que se producen etileno y propileno como productos de valor primarios.
Ventajosamente se hace reaccionar la segunda carga de hidrocarburos en el segundo horno de disociacion con condiciones de disociacion que conducen a una proporcion de propileno respecto a etileno a 1,4 kg/kg; de modo especialmente preferente de 0,85 a 1,2 kg/kg en la salida del horno de disociacion.
Ventajosamente se hace reaccionar la segunda carga de hidrocarburos en el primer horno de disociacion con condiciones de disociacion que conducen a una proporcion de propileno respecto a etileno a 0,3 a 0,75 kg/kg; de modo especialmente preferente de 0,4 a 0,65 kg/kg en la salida del horno de disociacion.
Los valores para la proporcion de propileno respecto a etileno para la primera y la segunda carga de hidrocarburos divergen en especial en al menos 0,1 kg/kg, preferentemente en al menos 0,15 kg/kg, de modo especialmente preferente en al menos 0,2 kg/kg, para que se ajusten las ventajas de la invencion en medida especial.
Segun la invencion, la segunda carga de hidrocarburos contiene predominantemente hidrocarburos que presentan como maximo un mdice de carbono de 5. Tal carga de hidrocarburos es especialmente apropiada para una disociacion en condiciones suaves. En medida muy especial es valido que si la segunda carga de hidrocarburos esta constituida en su mayor parte por hidrocarburos que presentan un mdice de carbono de 5 y/o 4.
El concepto “predominante” se emplea en el ambito de esta solicitud para evidenciar que la carga o la fraccion no esta constituida exclusivamente por hidrocarburos con el mdice de carbono indicado, sino que, ademas de los hidrocarburos del mdice de carbono indicado, tambien pueden estar presentes hidrocarburos con otros indices de carbono, asf como otras impurezas. En la separacion y elaboracion de la carga reciente, de la corriente de productos y/o las fracciones, quedan siempre restos de componente(s) en la corriente de productos, o bien en la fraccion. Tambien permanecen otras impurezas, de modo que una corriente de productos o fraccion elaborada contiene siempre residuos. Ya que el gasto para separacion y elaboracion aumenta extremadamente con la pureza a conseguir, depende de factores economicos que fraccion de residuos puede estar contenida en una corriente. Se debe ponderar la cuantfa de esta fraccion segun puntos de vista economicos. Como valor directriz bruto para la fraccion de hidrocarburos indeseables y otras impurezas, por regla general es valido que estos puedan estar contenidos con un maximo de un 30 a un 40 por ciento en peso en la corriente de producto y/o en la fraccion. En la mayor parte de los casos se alcanza un valor maximo de un 15 por ciento en peso o menor. Por lo tanto, para la carga de hidrocarburos es valido que esta contiene los hidrocarburos deseados con al menos un 60 por ciento en peso, preferentemente al menos un 80 por ciento en peso, y de modo mas preferente al menos un 90 por ciento en peso, y de modo especialmente preferente al menos un 95 por ciento en peso, y de modo muy especialmente preferente al menos un 98 por ciento en peso. Esto es valido tanto para la carga reciente, como para la carga obtenida a partir del fraccionamiento de carga reciente, asf como para la carga constituida por componentes recirculados.
En un acondicionamiento de la invencion especialmente ventajoso se alimentan al segundo horno de disociacion una o varias fracciones recirculadas, que se obtienen a partir de la corriente de productos, y que contienen predominantemente hidrocarburos que presentan un mdice de carbono de un maximo de 5. La segunda carga de hidrocarburos contiene, por consiguiente, fracciones recirculadas. Mediante una recirculacion de tales fracciones se aumenta la cantidad de carga apropiada para el segundo horno de disociacion, o bien tal fracciones constituye una segunda carga de hidrocarburos apropiada para el segundo horno de disociacion. Tambien se obtiene una fraccion con hidrocarburos con un mdice de carbono de 4, asf como una fraccion con un mdice de carbono de 5 en la elaboracion de la corriente de productos en el craqueador de vapor, que se pueden recircular directamente o tras pasos de tratamiento adicionales tras la separacion de productos de valor.
Ademas es ventajoso alimentar al primer horno de disociacion al menos una fraccion separada de la corriente
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de productos y recirculada, que presenta predominantemente hidrocarburos con un mdice de carbono de al menos 6. Tal fraccion es apropiada como primera carga de hidrocarburos para el primer horno de disociacion.
De modo especialmente ventajoso se emplea una carga reciente, que se fracciona en al menos una primera y una segunda fraccion de carga reciente, y la primer fraccion de carga reciente se conduce al menos parcialmente al primer horno de disociacion, y la segunda fraccion de carga reciente se conduce al menos parcialmente al segundo horno de disociacion. Mediante un fraccionamiento de la carga reciente se puede conseguir, en especial para el segundo horno de disociacion, que se disponga de una carga con la que se pueden ajustar extraordinariamente las ventajas segun la invencion. En este caso, primera y segunda fraccion de carga fresca presentan una diferente composicion. Con ello se pone de relieve que, en el caso de division de la carga reciente, se trata de un fraccionamiento, y no de una distribucion simple en dos cantidades. En el caso del fraccionamiento se separa en componentes diferentes. Es decir, tras el fraccionamiento algunos componentes de la carga reciente se encuentran predominantemente en la primera fraccion de carga reciente, y otros componentes de la carga reciente se encuentran predominantemente en la segunda fraccion de carga reciente.
En otro acondicionamiento ventajoso de la invencion se alimenta al segundo horno de disociacion una carga reciente, que esta constituida predominantemente por hidrocarburos que presentan como maximo un mdice de carbono de 5. Tal carga reciente se puede producir, a modo de ejemplo, en una refinena o en la obtencion de gas natural. Debido a su calidad es muy convenientemente apropiada como carga en el segundo horno de disociacion en condiciones de disociacion suaves.
En este punto se debe poner de relieve nuevamente que las cargas citadas anteriormente, fracciones recirculadas, fraccion de carga reciente y cargas recientes constituidas por hidrocarburos con un mdice de carbono de un maximo de 5, son apropiadas como carga para el segundo horno de disociacion, ya que son extraordinariamente apropiadas para una disociacion suave. Para llegar a las ventajas de la invencion, las cargas aqm propuestas se pueden conducir al segundo horno de disociacion por separado o como mezcla. Por consiguiente, como segunda carga de hidrocarburo se puede emplear una o varias recirculadas, o una fraccion de carga reciente, u otra fraccion de hidrocarburos con un mdice de carbono de un maximo de 5. Tambien se pueden emplear fracciones recirculadas y una fraccion de carga reciente, o fracciones recirculadas y otra carga de hidrocarburos con un mdice de carbono de un maximo de 5, o una fraccion de carga reciente y otra carga de hidrocarburos con un mdice de carbono de un maximo de 5, o una mezcla de todas las posibles cargas como segunda carga de hidrocarburos.
Como se ha explicado inicialmente, la proporcion de propileno respecto a etileno en la disociacion de vapor termica resulta de una serie de factores de influencia diferentes, en los que juega un papel importante la temperatura de salida del horno de disociacion, es decir, la temperatura de una corriente de producto al abandonar el serpentm del reactor empleado (en ingles Coil Output Temperature). La temperatura de salida del horno de disociacion para la reaccion en el horno de disociacion que transforma en condiciones de disociacion suave se situa ventajosamente entre 680°C y 820°C, preferentemente entre 700°C y 800°C, y de modo mas preferente entre 710°C y 780°C, y de modo especialmente preferente entre 720°C y 760°C. La temperatura de salida del horno de disociacion para la reaccion en el horno de disociacion que transforma en condiciones de disociacion normales se situa ventajosamente entre 800°C y 1000°C, preferentemente entre 820°C y 950°C, y de modo especialmente preferente entre 840°C y 900°C. En este caso, la temperatura de salida del horno de disociacion del horno de disociacion en el primer horno de disociacion es siempre mas elevada que en el segundo horno de disociacion.
En este caso, la temperatura de salida del horno de disociacion para la reaccion en el primer horno de disociacion se situa preferentemente al menos 10°C, de modo especialmente preferente al menos 15°C, y de modo muy especialmente preferente al menos 20°C por encima de la temperatura de salida del horno de disociacion para la reaccion en el segundo horno de disociacion.
En el segundo horno de disociacion se puede emplear ademas una dilucion de vapor mas reducida que en el primero. Esto reduce la cantidad de vapor de dilucion necesaria y ahorra energfa. No obstante, no es necesaria una dilucion de vapor mas reducida en el segundo horno de disociacion para que se muestre la ventaja especial de la invencion. Ventajosamente, en el segundo horno de disociacion se emplean 0,15 a 0,8 kg de vapor de agua por kg de hidrocarburo en la carga, mientras que en el primer horno de disociacion se emplean 0,3 a 1,5 kg de vapor de agua por kg de hidrocarburo en la carga.
Tambien se pueden hacer reaccionar ventajosamente hidrocarburos contenidos en el producto, en especial saturados, con un mdice de carbono de 2 a 3, por medio de disociacion de vapor termica en un horno de disociacion para carga gaseosa. A tal efecto, los hidrocarburos saturados gaseosos se obtienen a partir de la corriente de productos y se recirculan al horno de disociacion para carga gaseosa, y se hacen reaccionar en el mismo.
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Como carga reciente para la primera carga de hidrocarburos y/o como carga reciente para el fraccionamiento de la carga reciente se pueden emplear tanto gases o fracciones gaseosas, como etano, propano o butano, y correspondientes mezclas y condensados, como tambien hidrocarburos Kquidos y mezclas de hidrocarburos. Las citadas mezclas de gases y los citados condensados comprenden en especial los denominados condensados de gas natural (en ingles Natural Gas Liquids, NGL). Los hidrocarburos lfquidos y las mezclas de hidrocarburos pueden proceder, a modo de ejemplo, de la denominada fraccion de bencina de petroleo. En el caso de tales bencinas crudas, o bien naftas (NT) y queroseno se trata de mezclas de compuestos preferentemente saturados con puntos de ebullicion entre 35 y 210°C. No obstante, la invencion es ventajosa tambien en el caso de empleo de destilados medios, residuos atmosfericos y/o mezclas de la elaboracion de petroleo derivadas de los mismos. En el caso de destilados medios se trata de los denominados gasoleos ligeros y pesados, que se pueden emplear como materiales de partida para la obtencion de aceites combustibles y diesel ligeros, asf como de aceite combustible pesado. Los compuestos contenidos presentan puntos de ebullicion de 180 a 360°C. De modo preferente se trata de compuestos predominantemente saturados, que se pueden hacer reaccionar en la disociacion de vapor termica. Ademas, tambien se pueden emplear fracciones y correspondientes residuos obtenidos mediante procedimientos de separacion por destilacion conocidos, pero tambien es posible el empleo de fracciones derivadas de los mismos, a modo de ejemplo mediante hidrogenado (en ingles Hydrotreating) o hidrocraqueo. Son ejemplos gasoleo ligero, pesado y de vado (en ingles Atmospheric Gas Oil, AGO, o bien Vacuum Gas Oil, VGO), asf como mezclas y/o residuos tratados mediante los citados procedimientos de hidrogenado (en ingles Hydrotreated Vacuum Gas Oil, HVGO, Hydrocracker Residue, HCR, o bien Unconverted Oil, UCO).
Como carga reciente para la primera carga de hidrocarburos son muy especialmente ventajosos hidrocarburos lfquidos. En especial se emplean como carga fresca condensados de gas natural y/o fracciones de petroleo y/o mezclas derivadas de los mismos.
Por consiguiente, la invencion comprende ventajosamente el empleo de hidrocarburos con un intervalo de ebullicion de hasta 600°C como primera carga de hidrocarburos como carga reciente para la primera carga de hidrocarburos. Dentro de este intervalo total se pueden emplear tambien mezclas de hidrocarburos con intervalos de ebullicion divergentes, a modo de ejemplo con intervalos de ebullicion de hasta 360°C o de hasta 240°C. En este caso, las condiciones de reaccion en el horno de disociacion se ajustan en este caso a las mezclas de hidrocarburos empleadas en cada caso.
No obstante, la invencion puede emplear ventajosamente tambien cualquier otra carga reciente que presente propiedades comparables, como por ejemplo hidrocarburos biogenos y/o sinteticos.
Breve descripcion del dibujo
El procedimiento segun la invencion en acondicionamiento especialmente ventajoso se debe explicar mas detalladamente por medio de los diagramas de proceso, que muestran esquematicamente los pasos de proceso esenciales. Para la mejor comprension se representa en primer lugar el procedimiento conocido por medio de la figura 1.
La figura 1 muestra a tal efecto en representacion esquematica un procedimiento conocido para la obtencion de olefinas. La figura 2 muestra en representacion esquematica los pasos esenciales del procedimiento segun la invencion en acondicionamiento especialmente ventajoso, y las figuras 3 y 4 muestran, igualmente de modo esquematico, los pasos esenciales de un acondicionamiento especialmente ventajoso de la invencion. En las figuras, elementos correspondientes portan identicos signos de referencia.
El diagrama de proceso esquematico 100 de la figura 1 para el procedimiento conocido comprende un horno de disociacion 1, al que se conduce la carga reciente A (a modo de ejemplo nafta), asf como las fracciones recirculadas S y P como carga de hidrocarburos. En el horno de disociacion 1 se calienta y se hace reaccionar la carga de hidrocarburos en la zona de conveccion y radiacion. En los hornos de disociacion se introduce vapor de agua, en la mayor parte de los casos 0,5 a 1 kg de vapor de proceso por kg de hidrocarburo. Del horno de disociacion 1 sale una corriente de producto C, que se denomina tambien corriente de producto de disociacion directamente en la salida del horno de disociacion. En la salida del horno de disociacion, esta corriente de productos de disociacion presenta una temperatura que se situa normalmente entre 840°C y 900°C. La proporcion de propileno respecto a etileno se situa generalmente en 0,35 a 0,6 kg/kg. Tras una primera extincion (no representada), la corriente de producto se elabora en una unidad de elaboracion (en ingles: processing unit) 4. De la unidad de elaboracion se obtienen como fracciones de producto E a N esenciales las siguientes fracciones: hidrogeno E, lixiviacion F, metano G, etileno H, propileno I, hidrocarburos gaseosos L con un mdice de carbono de 4, bencina de pirolisis M y aceite de pirolisis N. Los hidrocarburos gaseosos L con un mdice de carbono de 4 se tratan adicionalmente en una unidad de elaboracion C4 5, que se utiliza para la elaboracion de hidrocarburos con un mdice de carbono de 4. Tal unidad de elaboracion C4 5 trata la fraccion con un mdice de carbono de 4 de tal manera que se puede evacuar butadieno O. Los demas hidrocarburos con un mdice de
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carbono de 4 representan una fraccion P que se devuelve al horno de disociacion 1. La bencina de pirolisis M, que comprende hidrocarburos con un mdice de carbono de 5 y mas, se elabora adicionalmente en una unidad de elaboracion de bencina de pirolisis 6, y se evacuan compuestos aromaticos Q e hidrocarburos R con un mdice de carbono, a modo de ejemplo, de mas de 9. Los demas hidrocarburos con un mdice de carbono de 5 y mas se devuelven al horno de disociacion 1 como fraccion S. La unidad de elaboracion 4, asf como la unidad de elaboracion C4 5 y la unidad de elaboracion de bencina de pirolisis 6 comprenden unidades habituales para la elaboracion subsiguiente de la corriente de productos, o bien de las fracciones de producto que sirven para la realizacion de diversos pasos de proceso, como por ejemplo compactado, condensacion y refrigeracion, secado, destilacion y fraccionamiento, extraccion e hidrogenacion. Los pasos de proceso son habituales en instalaciones de olefina y conocidos por el especialista.
El diagrama de proceso esquematico 10 de la figura 2 muestra ahora el procedimiento segun la invencion en un acondicionamiento especialmente ventajoso y sus pasos de proceso esenciales. Adicionalmente al horno de disociacion 1, en este caso esta presente un segundo horno de disociacion 2, asf como una unidad de fraccionamiento de carga reciente 7. Una carga reciente B (a modo de ejemplo nafta) se fracciona ahora en la unidad de fraccionamiento de carga reciente 7, y la primera fraccion de carga reciente B1 se conduce al primer horno de disociacion 1, mientras que la segunda fraccion de carga reciente B2 se conduce al segundo horno de disociacion 2. Para los procesos de fraccionamiento de la carga reciente se emplean los metodos habituales para la separacion y el tratamiento de corrientes de hidrocarburo, como son conocidos a partir de instalaciones de olefina de refinenas. El especialista reconoce y sabe como emplear las mismas. En el primer horno de disociacion 1 se recircula adicionalmente una fraccion U y en el segundo horno de disociacion 2 se recirculan adicionalmente las fracciones T y P (vease mas detalladamente a continuacion). Ademas se alimenta al segundo horno de disociacion una carga adicional BL constituida por hidrocarburos con un mdice de carbono de un maximo de 5 como carga reciente. Del primer horno de disociacion 1 sale a su vez la corriente de productos de disociacion C con las propiedades citadas anteriormente. Del segundo horno de disociacion 2 sale la corriente de productos de disociacion X. La corriente de productos de disociacion X presenta una temperatura que se situa ventajosamente entre 700°C y 800°C. En este caso, la proporcion de propileno respecto a etileno se situa ventajosamente entre 0,85 y 1,5 kg/kg. Las corrientes de producto C y X se elaboran adicionalmente en la unidad de elaboracion 4, y se reunen para dar una corriente de producto comun en el punto apropiado. Los procesos para el tratamiento adicional y la elaboracion en la unidad de elaboracion 4 son conocidos y se describieron igualmente. De este modo, la unidad de elaboracion 4 conduce tambien, como se ha descrito igualmente, a las fracciones de producto E a N. Tambien las fracciones de producto L y M, como se ha descrito igualmente, se tratan adicionalmente en las unidades de elaboracion especiales 5 y 6. Ventajosamente, en contrapartida al procedimiento descrito en la figura 1, la fraccion P, que contiene hidrocarburos con un mdice de carbono de 4, no se recircula al horno de disociacion 1, sino al segundo horno de disociacion 2. En la unidad de elaboracion de bencina de pirolisis 6 se obtienen las fracciones T y U, ademas de las fracciones Q y R mencionadas anteriormente. La fraccion T, que contiene hidrocarburos con un mdice de carbono de 5, se recircula ventajosamente al segundo horno de disociacion 2, mientras que la fraccion U, que contiene hidrocarburos con un mdice de carbono de 6 y mas, en especial entre 6 y 9, se recircula ventajosamente al primer horno de disociacion. En la figura 2 se conducen diversas cargas para el segundo horno de disociacion. Estas forman entonces la segunda carga de hidrocarburos. Se debe mencionar que la enumeracion de las diferentes cargas no es concluyente, y en especial que las cargas mostradas en la figura 2 para el segundo horno de disociacion B2, BL, T y P no se deben conducir en su totalidad al horno de disociacion 2, sino que en muchos casos es suficiente conducir una parte de las posibles cargas al segundo horno de disociacion 2, a modo de ejemplo una fraccion recirculada T de hidrocarburos con un mdice de carbono de 5 y una carga reciente BL de hidrocarburos con un mdice de carbono de un maximo de 5, o, a modo de ejemplo, fracciones recirculadas T y P con hidrocarburos con indices de carbono de 5 y 4 y LPG BL. Resumiendo, en el segundo horno de disociacion son posibles las siguientes cargas: B2, BL, T, P, B2+BL, B2+T, B2+P, BL+T, BL+P, T+P, B2+BL+T, B2+BL+P, B2+P+T, BL+P+T oder B2+BL+P+T.
Del mismo modo, la figura 3 comprende un acondicionamiento de la invencion especialmente ventajoso. La figura 3 presenta el mismo diagrama de proceso esquematico tambien muestra la figura 2. Esta se completa con un horno de disociacion 3 para carga gaseosa, al que se conduce una fraccion V como carga. La fraccion V contiene hidrocarburos gaseosos con un mdice de carbono de 2 o 3, que se obtienen igualmente en la unidad de elaboracion 4.
Tambien en la figura 4 se muestra un acondicionamiento ventajoso de la invencion. La figura 4 comprende el mismo diagrama de proceso esquematico que la figura 2, pero en este caso falta el fraccionamiento de carga reciente. La carga reciente se anade en este caso como carga reciente B al primer horno de disociacion 1, y al segundo horno de disociacion 2 se anade una carga reciente BL de hidrocarburos con un mdice de carbono de un maximo de 5. Los demas pasos del procedimiento se explicaron ya en la descripcion de figuras respecto a la figura 2.
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LISTA DE SIGNOS DE REFERENCIA
1 horno de disociacion (condiciones de disociacion normales)
2 horno de disociacion (condiciones de disociacion suaves)
3 horno de disociacion para carga gaseosa
4 unidad de elaboracion
5 unidad de elaboracion C4
6 unidad de elaboracion de bencina de pirolisis
7 unidad de fraccionamiento de carga reciente
10 diagrama de proceso esquematico para un procedimiento conocido
100 diagrama de proceso esquematico para el procedimiento segun la invencion en un acondicionamiento
especialmente ventajoso
A,B,BL carga reciente
B1,B1 fracciones de carga reciente
C,D,X corrientes de producto
E-V fracciones de producto

Claims (14)

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    REIVINDICACIONES
    1. - Procedimiento para la reaccion de cargas de hidrocarburos mediante disociacion de vapor termica para dar una corriente de productos que contiene olefinas, que contiene al menos etileno y propileno, haciendose reaccionar al menos parcialmente una primera carga de hidrocarburos en al menos un primer horno de disociacion (1), y una segunda carga de hidrocarburos en al menos un segundo horno de disociacion (2), caracterizado por que la segunda carga de hidrocarburos se hace reaccionar en el segundo horno de disociacion (2) con condiciones de disociacion que conducen a una proporcion de propileno respecto a etileno de 0,85 a 1,6 kg/kg en la salida del horno de disociacion, y por que la primera carga de hidrocarburos se hace reaccionar en el primer horno de disociacion (1) con condiciones de disociacion que conducen a una proporcion de propileno respecto a etileno de 0,25 a 0,85 kg/kg en la salida del horno de disociacion, situandose el valor para la proporcion de propileno respecto a etileno para la segunda carga de hidrocarburos por encima del valor para la proporcion de propileno respecto a etileno para la primera carga de hidrocarburos, y conteniendo la segunda carga de hidrocarburos predominantemente hidrocarburos que presentan como maximo un mdice de carbono de 5.
  2. 2. - Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la segunda carga de hidrocarburos se hace reaccionar en el segundo horno de disociacion (2) con condiciones de disociacion que conducen a una proporcion de propileno respecto a etileno hasta 1,2 kg/kg en la salida del horno de disociacion.
  3. 3. - Procedimiento segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que la primera carga de hidrocarburos se hace reaccionar en el primer horno de disociacion (1) con condiciones de disociacion que conducen a una proporcion de propileno respecto a etileno de 0,3 a 0,75 kg/kg, de modo especialmente preferente de 0,4 a 0,65 kg/kg en la salida del horno de disociacion.
  4. 4. - Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los valores para la proporcion de propileno respecto a etileno para el primer y el segundo hidrocarburo difieren en al menos 0,1 kg/kg, preferentemente en al menos 0,15 kg/kg, de modo especialmente preferente en al menos 0,2 kg/kg.
  5. 5. - Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la segunda carga de hidrocarburos esta constituida en su mayor parte por hidrocarburos que presentan un mdice de carbono de 5 y/o 4.
  6. 6. - Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que al segundo horno de disociacion se alimenta una o varias fracciones recirculadas (P, T), que se obtiene a partir de la corriente de productos, y que contiene predominantemente hidrocarburos que presentan un mdice de carbono de un maximo de 5.
  7. 7. - Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que al primer horno de disociacion se alimenta al menos una fraccion separada de la corriente de productos y recirculada (U), que presenta predominantemente hidrocarburos con un mdice de carbono de al menos 6.
  8. 8. - Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque se emplea una carga reciente, que se fracciona en al menos una primera y una segunda fraccion de carga reciente, y la primera fraccion de carga reciente se conduce al menos parcialmente al primer horno de disociacion, y la segunda fraccion de carga reciente se conduce al menos parcialmente al segundo horno de disociacion.
  9. 9. - Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque al segundo horno de disociacion (2), ademas de la segunda fraccion de carga reciente (B2), se alimenta otra carga reciente (BL), que esta constituida predominantemente por hidrocarburos, que presentan como maximo un mdice de carbono de 5.
  10. 10. - Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la temperatura de salida del horno de disociacion para la reaccion en el segundo horno de disociacion (2) se situa entre 680°C y 820°C, preferentemente entre 700°C y 800°C, y de modo mas preferente entre 710°C y 780°C, y de modo especialmente preferente entre 720°C y 760°C, y la temperatura de salida del horno de disociacion para la reaccion en el primer horno de disociacion (1) se situa entre 800°C y 1000°C, preferentemente entre 820°C y 950°C, y de modo especialmente preferente entre 840°C y 900°C, situandose la temperatura de salida del horno de disociacion del primer horno de disociacion (1) por encima de la del segundo horno de disociacion (2).
  11. 11. - Procedimiento segun la reivindicacion 10, en el que la temperatura de salida del horno de disociacion para la reaccion en el primer horno de disociacion (1) se situa al menos 10°C, preferentemente al menos 15°C, de modo especialmente preferente al menos 20°C por encima dela temperatura de salida del horno de disociacion para la reaccion en el segundo horno de disociacion (2).
  12. 12. - Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 11, en el que se emplea 0,3 a 1,5 kg de vapor de agua por kg de carga de hidrocarburos en el primer horno de disociacion (1), y 0,15 a 0,8 kg de vapor de agua por kg de carga de hidrocarburos en el segundo horno de disociacion (2).
  13. 13. - Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 12, en el que, a partir de la corriente de productos, se 5 obtiene al menos una fraccion (V), que presenta predominantemente hidrocarburos con un mdice de carbono de
    2 o 3, y se hace reaccionar al menos parcialmente en un horno de disociacion (3) para carga gaseosa.
  14. 14. - Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque como carga reciente (B) para el primer horno de disociacion (1) y/o para la carga reciente para el fraccionamiento de carga reciente (7) se emplean condensados de gas natural y/o fracciones de petroleo, en especial nafta, y/o hidrocarburos
    10 sinteticos y/o biogenos y/o mezclas derivadas de los mismos.
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