BRPI0605009B1 - Processo para maximização de destilados médios de fcc com a produção de insumos petroquímicos e máxima rentabilidade - Google Patents

Description

PROCESSO PARA MAXIMIZAÇÃO DE DESTILADOS MÉDIOS DE FCC

COM A PRODUÇÃO DE INSUMOS PETROQUÍMICOS E MÁXIMA

RENTABILIDADE

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção pertence ao campo dos processos de craqueamento catalítico fluido (FCC), em ausência de hidrogênio adicionado, de cargas mistas de hidrocarbonetos de diferentes origens visando à maximização da fração de destilados médios, mais especificamente, a invenção é dirigida a um processo de craqueamento catalítico com duplo reator ascendente que possibilita operar a unidade em diferentes severidades, com a consecução de um destilado médio de baixa aromaticidade, produção de insumos petroquímicos como propeno e eteno em proporções superiores àquelas obtidas em processos convencionais de FCC, às expensas da gasolina e baixo rendimento de óleo decantado.

Outrossim, a invenção é dirigida para a produção de nafta craqueada de alta octanagem.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO O craqueamento catalítico fluido (FCC) é efetuado em uma zona de reação tubular ou riser pelo contato de hidrocarbonetos com um catalisador constituído de material particulado fino. As cargas mais oomumente submetidas ao processo de FCC são, em geral, aquelas correntes de refinarias de petróleo provenientes de cortes laterais de torres de vácuo, denominadas gasóleo pesado de vácuo (GOPDD), ou mais pesadas provenientes do fundo de torres atmosféricas, denominadas de resíduo atmosférico (RAT), ou ainda misturas dessas correntes.

Essas correntes, com densidade tipicamente na faixa de 3o API a 28° API, devem ser submetidas a um processo químico, tal como o processo de craqueamento catalítico, que altere fundamentalmente sua composição, convertendo-as em correntes de hidrocarbonetos mais leves de maior valor econômico.

Durante a reação de craqueamento deposita-se coque sobre o catalisador, um subproduto da reação de craqueamento. O coque é um material de alto peso molecular e constituído de hidrocarbonetos que contêm, tipicamente, de 4% a 9% em peso de hidrogênio em sua composição. O catalisador recoberto de coque, geralmente denominado “catalisador gasto” é enviado a um vaso regenerador mantido a alta temperatura. Na zona de regeneração procede-se à queima do coque, que se encontra depositado na superfície e nos poros do catalisador. A eliminação do coque através de combustão permite a recuperação da atividade do catalisador e libera calor em quantidade suficiente para atender às necessidades térmicas das reações de craqueamento catalítico. A fluidização das partículas de catalisador por correntes gasosas permite o transporte de catalisador entre a zona de reação e a zona de regeneração e vice-versa. O catalisador, além de cumprir com sua função essencial de promover a catálise das reações químicas, é também o meio de transporte de calor do regenerador para a zona de reação. A literatura contém muitas descrições de processos de craqueamento de hidrocarbonetos em uma corrente fluidizada de catalisador, com transporte de catalisador entre a zona de reação e a zona de regeneração, e queima de coque no regenerador.

Apesar da longa existência de processos de FCC, procuram-se contínuamente técnicas que possam aperfeiçoar o processo aumentando a produção de derivados de maior valor agregado. Obtém-se a maximização desses derivados basicamente de duas maneiras. Uma, pelo aumento da conversão, que corresponde à redução da produção de produtos pesados como o óleo clarificado e o óleo leve de reciclo. Outra, pela redução dos rendimentos de coque e gás combustível, ou seja, pela menor seletividade a esses produtos. A menor produção de gás e coque tem como conseqüências benéficas adicionais a utilização de menores sopradores de ar e compressores de gás úmido, que são máquinas de grande porte e de grande consumo de energia, em geral limitantes da capacidade das UFCCs. Um aspecto importante a considerar é o possível interesse ou necessidade de aumentar-se a produção de derivados conforme a necessidade do refinador. É de conhecimento dos especialistas que um aspecto importante do processo é o contato inicial do catalisador com a carga, que tem uma influência decisiva sobre a conversão e a seletividade do processo em gerar produtos nobres. No processo de FCC, a carga de hidrocarbonetos pré- aquecida é injetada próximo à base da zona de conversão ou riser, onde entra em contato com o fluxo de catalisador regenerado, do qual recebe calor em quantidade suficiente para vaporizá-la e suprir a demanda de energia das reações endotérmicas que predominam no processo. O riser é um tubo vertical alongado onde ocorrem as reações químicas, cujas dimensões em unidades industriais chegam à cerca de 0,5m a 2,0m de diâmetro por 25m a 40m de altura. Depois de passar pelo riser, o catalisador gasto contendo coque depositado em sua superfície e em seus poros é separado dos produtos das reações e enviado ao regenerador, para queima do coque, restauração da atividade e geração de calor que, transferido pelo catalisador para o riser, será consumido durante o processo. O tempo total de residência dos hidrocarbonetos no interior do riser é de cerca de 1 a 4 segundos. As moléculas dos hidrocarbonetos reagem em contato com o catalisador, cujo tamanho médio de partículas é de cerca de 60-80 micra, ao atingirem sítios ácidos depois de difusão através dos microporos do catalisador. É necessário que a vaporizaçáo da carga na região de mistura com o catalisador ocorra rapidamente, para se favorecerem as reações de craqueamento catalítico. Do contrário, o craqueamento térmico das frações líquidas da carga compete de forma indesejável com o craqueamento catalítico, objetivo do processo. O craqueamento térmico favorece a formação de subprodutos, tais como o coque e o gás combustível, principalmente no craqueamento de cargas residuais. A otimização da conversão de carga requer usualmente a máxima remoção do coque do catalisador. O coque envenena os sítios ácidos e obstrui os poros do catalisador diminuindo sua atividade catalítica. A combustão do coque no regenerador pode ser obtida em regime de combustão parcial ou combustão total. Na combustão parcial, os gases produzidos pela combustão do coque são constituídos principalmente de C02, CO e H20 e 0 teor de coque no catalisador regenerado é da ordem de 0,1% a 0,3% em peso. Já na combustão total, realizada na presença de um maior excesso de oxigênio, praticamente todo 0 CO produzido na reação é convertido a C02. A reação de oxidação do CO a C02 é fortemente exotérmica, fazendo com que a combustão total se passe com grande liberação de calor, resultando em temperaturas muito elevadas de regeneração. Entretanto, a combustão total produz catalisador contendo menos do que 0,1% e, de preferência, menos do que 0,05% em peso de coque, vantajosamente evitando 0 uso de uma onerosa caldeira para posterior combustão do CO. O aumento de coque no catalisador gasto resulta um aumento de coque em combustão no regenerador por unidade de massa de catalisador circulado. Em unidades convencionais de FCC, 0 calor é removido do regenerador pelo gás de combustão e, principalmente, pela corrente de catalisador quente regenerado. Um aumento no teor de coque sobre 0 catalisador gasto aumenta a temperatura do catalisador regenerado e a diferença de temperatura entre 0 regenerador e 0 reator. Portanto uma redução na vazão de catalisador regenerado para 0 reator, usualmente denominada taxa de circulação de catalisador, é necessária a fim de atender à demanda térmica do reator e manter a mesma temperatura de reação. No entanto, a menor taxa de circulação de catalisador exigida pela maior diferença de temperatura entre 0 regenerador e 0 reator, resulta em redução da relação catalisador/óleo, diminuindo não só a conversão, mas também a deposição de coque sobre 0 catalisador, em contraposição ao movimento inicial de aumento no teor de coque. Assim, a circulação de catalisador do regenerador para o reator é uma função da produção de coque, definida pela demanda térmica do riser e pela temperatura que se estabelece no regenerador. Como o coque gerado no riser é afetado pela própria circulação de catalisador, o processo de craqueamento catalítico funciona em regime de balanço térmico, sendo indesejável a operação em temperatura de regeneração muito elevada, já que a perda de atividade seria muito severa. Com catalisadores modernos de FCC, a temperaturas do regenerador e, portanto, do catalisador regenerado, é mantidas abaixo de 760°C, preferencialmente abaixo de 732°C. Uma faixa operacional desejável é a de 685°C a 710°C. O valor inferior é definido, principalmente, pela necessidade de garantir-se combustão do coque adequada.

Com o processamento de cargas cada vez mais pesadas, tende-se a elevar a produção de coque e a operação em combustão total, o que exige a instalação de resfriadores de catalisador para manter a temperatura do regenerador em limites aceitáveis. Os resfriadores removem calor da corrente de catalisador proveniente do regenerador, devolvendo a esse vaso uma corrente de catalisador substancialmente resfriada. Uma outra opção encontra-se em vários trabalhos da literatura de patentes, que propõem a injeção de uma corrente auxiliar como água ou outras frações de petróleo em um ponto acima do ponto de injeção da carga principal a ser craqueada com o objetivo de promover um aumento da temperatura de mistura na região de injeção de carga e visando aumentar o percentual vaporizado das cargas residuais sem alterar a temperatura de saída do riser.

A patente U.S. Patent 4,818,372 ensina um dispositivo para FCC com controle de temperatura, que inclui um reator ascendente ou descendente, dispositivo para introduzir a carga de hidrocarboneto sob pressão e em contato com um catalisador de craqueamento regenerado, e pelo menos um dispositivo para injetar um fluido auxiliar a jusante da zona do reator onde a carga e o catalisador entram em contato, pelo que se pretende atingir uma maior temperatura na região de mistura da carga com o catalisador. Nessa patente usa-se um fluido externo inerte, cujo efeito principal é o resfriamento da região de injeção desse fluido, com controle de temperatura e aumento de circulação do catalisador.

Na patente U.S. Patent 4,818,372, a injeção segregada de uma corrente externa em um ponto superior do riseré efetuada com o objetivo de controlar o perfil de temperatura do mesmo, de modo a manter o trecho inicial do ríser a uma temperatura relativamente mais alta sem alterar a temperatura do topo do ríser (temperatura de reação ou TRX).

Tal como ensinado na patente U.S. Patent 5,087,349, esse controle também pode ser feito através de um reciclo de nafta pesada.

Com este mesmo objetivo, a patente U.S. Patent 5,389,232 ensina um reciclo de nafta pesada em pontos superiores do ríser. E a patente U.S. Patent 4,764,268 sugere a injeção de uma corrente de LCO no topo do ríser objetivando minimizar reações de sobrecraqueamento de nafta.

Na patente U.S. Patent 5,954,942 uma alternativa similar visa um aumento na conversão, através de um quench ou resfriamento rápido com uma corrente auxiliar de vapor na região superior do ríser. A publicação WO 93/22400 menciona a possibilidade de injeção ao longo do ríser de um produto de craqueamento, tal como LCO, com o intuito de realizar um resfriamento do ríser e, conseqüentemente, promover um aumento de circulação de catalisador e possibilitar uma melhora de desempenho de aditivos à base de ZSM-5. A patente U.S. 2006/0191820 A1 descreve a possibilidade de converter gasóleo em destilados médios através da combinação entre um catalisador seletivo e um aditivo a base de zeólita seletiva, sob condições de reação adequadas.

Tendo em vista o aumento da demanda de destilados médios de alta qualidade em detrimento do mercado de gasolina, que é o principal produto de um FCC convencional, mudanças no modo de operação da UFCC têm sido discutidas, com o intuito de aumentar a produção de destilados médios, denominada como LCO no processo de FCC. O LCO é um dos subprodutos do FCC, representando de 15% a 25% do rendimento e correspondendo à faixa de destilação tipicamente compreendida entre 220°C e 340°C. Normalmente o LCO tem uma alta concentração de aromáticos, chegando a ultrapassar 80% do total. Em algumas situações, é interessante operar o FCC de forma a maximizar a corrente de LCO, neste caso deseja-se incorporar o LCO ao pool de óleo Diesel. A alta concentração de aromáticos do LCO faz com que tenha péssima qualidade detonante no motor a diesel (baixo número de Cetano) e alta densidade. O alto teor de aromáticos dificulta também a melhora das suas propriedades por intermédio do hidrotratamento.

Em vários artigos técnicos discutem-se modificações no sistema catalítico e nas variáveis de processo, de forma a alcançar uma redução na severidade do processo, com o intuito de aumentar o rendimento de médios e reduzir o teor de aromáticos nesta fração. Entre as condições operacionais incluem-se as seguintes: redução da temperatura de reação; redução da relação catalisador/óleo; redução da atividade catalítica. Todas essas medidas guiam para uma redução na conversão, com conseqüente aumento na produção de óleo decantado.

Na forma mais comum de operação de maximização de médios no FCC, reduz-se a temperatura de reação para valores extremamente baixos (de 450° C a 500° C), minimiza-se a circulação de catalisador e utiliza-se i um catalisador de baixa atividade. Todas estas providências conseguem aumentar o rendimento e melhorar a qualidade (reduzir aromáticos) do LCO produzido. O problema deste tipo de operação é que ao mesmo tempo promove o aumento da fração residual (corte 340°C+) do FCC, normalmente destinada a óleo combustível de baixo valor. Além disso, a ) baixa severidade operacional reduz drasticamente a produção de propeno e eteno, que são produtos de alta rentabilidade. Portanto, não é viável operar uma unidade de FCC em baixa severidade para maximizaçáo de destilados médios (LCO) de boa qualidade, garantindo ao mesmo tempo uma produção elevada de insumos petroquímicos e uma produção de gasolina de alta qualidade.

Outro problema inerente à operação de médios é o aumento da temperatura do regenerador por arraste de hidrocarbonetos do retificador que, devido à atomização da carga mal feita, limita a unidade e impede que esta possa ser operada em condições ainda mais brandas. Este arraste de hidrocarbonetos deve-se também à perda de eficiência do retificador, sensivelmente prejudicada pela baixa temperatura de retificação, função da temperatura de reação, a qual acompanha em valor próximo.

Uma conseqüência natural da redução do teor de aromáticos na faixa do LCO, objetivo da operação para maximizaçáo de médios, é a redução também na faixa da gasolina do teor de aromáticos além do aumento de olefinas. No caso da gasolina, estas mudanças prejudicam a especificação do teor de olefinas, da estabilidade (goma potencial, período de indução) e do número de octano motor.

Outro problema grave da operação em condições brandas é a perda de rendimento de olefinas leves, na faixa C3-C4, que pode impactar na economicidade da unidade diante do alto valor agregado destes produtos, os quais podem ser posteriormente vendidos como insumos para a indústria petroquímica ou encaminhados para unidades de alquilação ou de produção de IUITBE. O FCC Petroquímico visa à produção de olefinas leves, tais como eteno e propeno, assim como de produtos aromáticos na faixa da gasolina, tais como benzeno e para-xileno. Estes produtos são utilizados como blocos de construção para a indústria petroquímica e possuem alto valor agregado. Nesse caso, o sistema catalítico e a severidade do processo são alterados de forma a aumentar o rendimento destes produtos através de: aumento da temperatura de reação; aumento da relação catalisador/óleo; utilização de zeólita ZSM-5. Todas essas medidas guiam para um aumento da conversão, com conseqüente aumento da produção de olefinas leves e aromaticidade da gasolina. Ocorre também diminuição na produção de óleo decantado, que por outro lado torna-se extremamente aromático e, portanto, adequado para enquadramento como resíduo aromático, também conhecido como (RARO). Portanto, também não é viável operar uma unidade de FCC em alta severidade para maximização de destilados médios (LCO) de boa qualidade, uma vez que todos os produtos líquidos apresentam maior aromaticidade, incluindo o LCO. A literatura não cita a utilização de reatores duplos em unidades de FCC operando ao mesmo tempo com um único catalisador e em condições de severidade distintas para, simultaneamente, maximizar destilados médios de baixa aromaticidade e produzir insumos petroquímicos em proporções superiores àquelas obtidas em processos convencionais de FCC encontrados no estado-da-técnica.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção provê um processo para a maximização de destilados médios e produção de insumos petroquímicos em unidades de craqueamento catalítico fluido, a partir de cargas mistas, utilizando-se um sistema de dois reatores ascendentes, do tipo riser; que operam simultaneamente e em condições de severidade diferentes. A unidade opera em máxima rentabilidade, uma vez que não necessita reciclar nenhuma corrente para atingir os seus objetivos.

DESCRIÇÃO DO DESENHO A Figura 1 ilustra esquematicamente um fluxograma da invenção.

Injeta-se a carga fresca (10a) na base do riser principal (21), onde encontra o catalisador quente trazido do regenerador (50) através do stand-pipe de catalisador regenerado (22). O catalisador quente vaporiza a carga fresca e inicia as reações de craqueamento catalítico na base do riser principal, que opera em condição mais branda. Os produtos de craqueamento e o catalisador desativado progressivamente pelo coque arrastam-se para o vaso do reator (30a), equipado com um retificador de alta eficiência (33). O catalisador gasto e os produtos voláteis do craqueamento separam-se no vaso do reator e no retificador. O catalisador gasto encaminha-se de volta ao regenerador (50) via stand-pipe (31), onde se queima o coque, preparando o catalisador para um novo ciclo e gerando a maior parte da energia requerida pelo processo. Os produtos voláteis do craqueamento saem do vaso (30a) pela linha de transferência (32), sendo conduzidos à fracionadora principal (60), onde os produtos separam-se em função do ponto de ebulição. No topo da coluna recolhem- se os produtos mais leves, que são conduzidos ao condensador de topo (62) via linha (61). O condensador de topo separa os gases (63), principalmente hidrocarbonetos com menos de 5 átomos de carbono, conduzindo-os para a área fria do FCC (não representada no fluxograma).

Conduz-se a nafta leve rica em olefinas, produzida no riser principal e recolhida no condensador de topo (62) pela linha (64), para a seção de tratamento (não representada). Recolhem-se a nafta pesada e o LCO produzidos no riser principal, ambos de baixa aromaticidade, pelas retiradas laterais (65) e (66) da torre fracionadora principal (60) e encaminham-se para uma unidade de hidrotratamento (não representada).

Retiram-se os fundos da fracionadora principal pela linha (67), para tancagem de óleo combustível. Injeta-se carga fresca pelo ponto (10b) no riser secundário (23), que também recebe catalisador quente do regenerador (50). No riser secundário as reações de craqueamento se completam em condições de alta severidade para maximização de olefinas leves. Os produtos de reação e o catalisador gasto do riser secundário encaminham-se para o vaso (40a) equipado com um retificador de alta eficiência (43), onde se procede a separação entre catalisador e produtos. 0 catalisador gasto do ríser secundário conduz-se ao regenerador (50), misturando-se ao catalisador gasto do riser principal. Os produtos voláteis do riser secundário se conduzem via linha de transferência (42) para a torre fracionadora secundária, onde se separam o gás (73), a nafta craqueada (74), o LCO aromático (75) e o óleo decantado (76). A seção de fracionamento separada do segundo riser evita que os seus produtos, todos fortemente aromáticos, contaminem os produtos de aromaticidade mais baixa do riser principal. O óleo decantado do riser secundário tem teor mais alto de aromáticos e pode ser aproveitado como (RARO).

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS A presente invenção ensina um processo para a maximizaçáo de destilados médios de alta qualidade a partir de cargas mistas de hidrocarbonetos, que também produz insumos petroquímicos e nafta craqueada de alta octanagem. O processo introduz uma tecnologia de craqueamento com riser duplo, onde as condições de severidade em cada riser são diferentes. O primeiro riser é o riser principal, de baixa severidade, e o segundo, de alta severidade, é dedicado à produção de petroquímicos. O riser 1 maximiza a produção de LCO e a temperatura de reação é controlada na faixa de 460Χ a 520°C, preferivelmente 480°C a 500°C. Quando se trata de cargas pesadas, esta faixa de temperatura de reação tem como efeito a perda pronunciada na eficiência de retificação, tendo reflexos significativos no arraste de hidrocarbonetos para o regenerador e, portanto, no aquecimento do mesmo. A este efeito, associa-se o da baixa demanda térmica pelo riser, resultando em relação catalisador/óleo na faixa de 3,0 a 6,0, aumentando a produção de óleo decantado, além de aumentar eumulativamente a temperatura do regenerador. Ao operar-se a unidade de FCC em modo de baixa severidade, de forma a permitir uma melhora na qualidade do destilado médio produzido, utilizam-se temperaturas baixas em relação à operação tradicional para máxima gasolina. Como conseqüência os rendimentos de produtos leves e gasolina são minimizados. O riser 2 maximiza a produção de petroquímicos e a temperatura de reação é controlada na faixa de 560°C a 650°C, preferivelmente 570°C e 620°C, mais preferivelmente na faixa de 580°C a 610°C. As temperaturas de reação mais altas praticadas neste riser, em virtude do aumento da demanda térmica, implicam em aumento das relações cataiisador/óleo, para entre 10 e 40. Assim, a presente invenção ensina a utilização do segundo riser para maximizaçáo de olefinas leves e produtos aromáticos na faixa da gasolina, minimizando também a produção de óleo decantado e possibilitando seu enquadramento como resíduo aromático (RARO), que apresenta maior valor agregado. Vale ressaltar que se fracionam o LCO produzido no riser secundário e o LCO produzido no riser principal distintamente, mas pode- se misturá-los ocasionalmente, conforme as conveniências de mercado.

As carçjas mais úteis para o processo da presente invenção incluem cargas pesadas, como gasóleo pesado de vácuo (GOPDD), cargas ainda mais pesadas provenientes do fundo de torres atmosféricas denominadas de resíduo atmosférico (RAT), misturas dessas duas cargas ou ainda hidrocarbonetos pesados da mesma faixa de destilação oriundos de outros processos da refinaria.

Os produtos obtidos (%p/p) estão na faixa de: gás, entre 3 e 7; GLP, entre 9 e 20; nafta craqueada, entre 15 e 23; LCO (como destilado médio), entre 37 e 45; LCO (como diluente), entre 4,5 e 7,5; óleo decantado, entre 10 e 20; coque, entre 7 e 10. As propriedades dos produtos como nafta e destilado médio compreendem IC (índice de cetano) entre 30 e 35 e MON entre 82 e 85. A presente invenção apresenta soluções paFa uma série de problemas advindos da operação do FCC em baixa severidade, como será mostrado nos exemplos. A presente invenção também ensina uma forma de permitir o aumento da eficiência de retificação na operação de baixa severidade, pois mesmo estando o riser 1 operando em baixas temperaturas de reação, o aumento da temperatura de retificação é obtido por intermédio da mistura com o catalisador efluente do riser 2, mistura essa realizada antes da alimentação do retificador. Além disso, a invenção ensina uma forma de maximizar produtos nobres sem a utilização de reciclos, que reduzem a rentabilidade de qualquer unidade de FCC. A presente invenção possibilita a operação de uma unidade de FCC de forma a produzir um LCO de excelentes qualidades para incorporação ao pool de diesel após hidrotratamento, concomitantemente com a produção de propeno e eteno para a petroquímica, com rendimentos maiores que os de uma unidade de FCC convencional e um rendimento reduzido de óleo decantado em relação a uma operação convencional de baixa severidade.

Além disso, pode-se ajustar o rendimento e a qualidade da gasolina produzida, de acordo com a demanda. A tecnologia proposta nessa invenção permite a operação de uma unidade de FCC com máxima rentabilidade, uma vez que não há necessidade de reciclar nenhum dos produtos para obterem-se os resultados pré-definidos. A presente invenção se baseia em uma unidade de FCC com dois reatores riser, onde a carga para o processo é submetida a condições operacionais distintas em cada riser. No primeiro riser ajustam-se condições operacionais adequadas à produção de destilado médio de baixa aromaticidade, ou seja, opera-se o riser com temperatura de reação baixa e relação catalisador/óleo baixa. Dessa forma, garante-se um destilado médio de excelentes qualidades para incorporação ao pooi de diesel. Além de uma produção elevada de óleo decantado tem-se uma produção reduzida de gasolina, GLP e insumos petroquímicos. No segundo riser ajustam-se condições operacionais adequadas à maximização de petroquímicos, ou seja, opera-se o riser com temperatura de reação alta e relação catalisador/óleo alta. Dessa forma, se garantem uma produção elevada de propeno e eteno, um rendimento baixo de óleo decantado e uma produção de gasolina de alta octanagem. Outra vantagem dessa operação é que o catalisador chega ao retificador com uma temperatura de mistura adequada, promovendo uma boa retificação do catalisador e evitando o disparo da temperatura da fase densa do regenerador. A invenção possibilita a produção de petroquímicos sem a produção elevada de gás combustível, uma vez que o ríser de baixa severidade produz um baixo rendimento de gás. Dessa forma, pode-se proceder a uma revamp de uma unidade convencional de FCC, que opera maximizando gasolina pela presente invenção, sem que haja necessidade de ampliações na área de recuperação de produtos da unidade, ou seja, a revamp transformará um FCC voltado para maximização de gasolina em um FCC que apresenta um compromisso entre a produção de médios e insumos petroquímicos, em detrimento da produção de gasolina, sem aumento substancial na produção de gás combustível e sem aumento na produção de óleo decantado.

Pela presente invenção enviam-se os produtos de reação dos dois risers para diferentes vasos separadores. Vantajosamente e de modo distinto do estado-da-técnica, o uso de dois vasos separadores no processo dessa invenção permite o envio dos produtos do ríser de alta severidade e dos produtos do ríser de baixa severidade para sistemas de separação distintos, evitando que produtos da faixa de destilação do LCO produzidos no ríser de alta severidade se misturem com o LCO de baixa aromaticidade produzido no ríser de baixa severidade. Portanto, encaminham-se os produtos para seções de fracionamento diferentes, mas direcionam-se as duas correntes de catalisador gasto para o mesmo retificador. Assim, o catalisador gasto do primeiro ríser, de baixa temperatura, é misturado com o catalisador gasto do segundo ríser, de alta temperatura, de forma que a mistura tenha temperatura semelhante à de retificadores convencionais. Neste caso, a nova configuração de FCC de dois rísers operando em temperaturas diferentes é usada também para solucionar uma antiga dificuldade na tecnologia de craqueamento catalítico fluido, ou seja, solucionar o problema da baixa eficiência de retificação na operação de baixa severidade com o próprio catalisador funcionando como um fluido intrínseco ao processo. A retificação da mistura de catalisadores gastos dos dois rísers em um único vaso garante, assim, uma melhor eficiência global de retificação.

EXEMPLOS

Os exemplos a seguir ilustram o desempenho do processo ensinado pela presente invenção. Processou-se a carga de resíduo atmosférico em uma unidade protótipo de FCC com sistema contínuo de reação e regeneração de catalisador. Nesta unidade, injetou-se a carga pré- aquecida a 260°C na base do reator riser.

Em contato com o catalisador quente proveniente do regenerador, a carga se aquece até a temperatura de reação. Os produtos da reação se separaram na saída do reator riser, através de um sistema de separação rápida gás-sólido. Em seguida, conduziu-se o catalisador gasto ao regenerador para combustão do coque depositado. A condição [A] representa uma operação convencional da unidade para maximizar gasolina (caso base). A condição [B] representa uma operação apropriada para melhoria da qualidade de LCO e redução do rendimento de gasolina.

Na condição [B] processou-se a carga em temperatura de reação de 520°C, ou seja, em baixa severidade no riser principal. A condição [C] representa a operação do FCC Petroquímico. Na condição [C] processou- se a carga em alta severidade, a 580°C. A condição [D] representa a operação da presente invenção. EXEMPL01 Os resultados estão listados na Tabela 1. Na condição [D], condição da presente invenção, empregou-se uma composição entre as condições [B] e [C], considerando-se que a vazão de [B] é três vezes maior que a de [C] , Comparada ao processo convencional, condição [A] (caso base), a condição [D] apresentou maior rendimento de LCO e oiefinas leves, em detrimento da gasolina. EXEMPLO 2 Os resultados estão listados na Tabela 2. Na condição [D], condição da presente invenção, empregou-se uma composição entre as condições [B] e [C], considerando-se que a vazão de [B] é duas vezes maior que a de [C]. Comparada ao processo convencional, condição [A] (caso base), a condição [D] apresentou maior rendimento de LCO e oiefinas leves, em detrimento da gasolina.

Claims (4)

1. Processo para craqueamento catalítico fluido (FCC) de cargas mistas de hidrocarbonetos de diferentes origens, em ausência de hidrogênio adicionado, visando à rentabilidade máxima para maximização da fração de destilados médios e produção de insumos petroquímicos, mais especificamente, processo de craqueamento catalítico em duplo reator ascendente (risers) operados em severidades distintas, para a produção de destilado médio de baixa aromaticidade, produção de insumos petroquímicos, como propeno e eteno, em proporções superiores àquelas obtidas em processos convencionais de FCC, e produção de nafta craqueada de alta octanagem, compreendendo as seguintes etapas: (i) prover para ambos os reatores uma carga pesada, como gasóleo pesado de vácuo (GOPDD), resíduo atmosférico (RAT), misturas dessas duas cargas ou ainda qualquer corrente de hidrocarbonetos pesados da mesma faixa de destilação oriundos de outros processos da refinaria; (II) prover para ambos os reatores um catalisador de FCC pré-aquecido e regenerado; (lli) colocar o catalisador de FCC pré-aquecido e regenerado em contato com a carga, durante 0,5 a 4 segundos, preferencialmente durante 1 a 2,5 segundos, ajustando a relação catalisador/óleo para valores entre 2 e 7, preferencialmente entre 3 e 6, de maneira a se estabelecerem reações de craqueamento no primeiro reator ascendente, em presença de um gás inerte, sob pressão entre 1 e 2 atmosferas, à temperatura entre 460°C e 520°C, preferencialmente entre 480°C e 500°C; (iv) colocar o catalisador de FCC pré-aquecido e regenerado em contato com a carga, durante 0,5 a 2 segundos, preferencialmente durante 1 a 1,5 segundos, ajustando a relação catalisador/óleo para valores entre 5 e 13, preferencialmente entre 6 e 12, de maneira a se estabelecerem reações de craqueamento no segundo reator ascendente, em presença de um gás inerte, sob pressão entre 1 e 2 atmosferas, à temperatura entre 560°C e 650°C, preferencialmente entre 580°C e 620°C; (v) separar os produtos obtidos em cada um dos dois reatores ascendentes em sistemas de separação distintos; (vi) misturar e retificar com vapor o catalisador gasto dos dois reatores ascendentes em um mesmo retificador, para remoção de hidrocarbonetos; (vii) regenerar o catalisador gasto dos dois reatores em um mesmo regenerador, para remover o coque depositado; (viil) reconduzir o catalisador regenerado de volta à alimentação dos dois reatores para reiniciar o processo de craqueamento.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por dito catalisador de FCC conter 10% a 60% de um sólido ácido, 0% a 50% de alumina, 0% a 40% de sílica e o restante caulim.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2 caracterizado por dito sólido ácido ser uma zeólita com relação sílica/alumina maior que 10, preferencialmente uma zeólita do tipo ZSM-5.

4. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por consecução simultânea de LCO de alta qualidade e insumos petroquímicos, sem a utilização de reciclos.