BRPI0504321B1 - Processo e aparato para a maximização de destilados médios de fcc - Google Patents

Description

PROCESSO E APARATO PARA A MAXIMIZAÇÃO DE DESTILADOS

MÉDIOS DE FCC

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 a consecução de um destilado médio de baixa aromaticidade. Ainda, a invenção é dirigida para a produção de nafta craqueada de alta octanagem, e à produção de insumos petroquímicos como propeno e eteno em proporções superiores àquelas obtidas em processos convencionais de FCC com baixa conversão.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO O craqueamento catalítico fluido (FCC) é efetuado pelo contato dos hidrocarbonetos em uma zona de reação tubular ou riser com um catalisador constituído de material particuladofino. As cargas mais comumente 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 que a anterior, provenientes do fundo de torres atmosféricas, denominadas de resíduo atmosférico (RAT), ou ainda misturas dessas correntes.

Essas correntes, com densidade tipicamente na faixa de 8° 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, proporções substanciais de coque, subproduto da reação, são depositadas sobre o catalisador. O coque é um material de alto peso molecular, 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. Na zona de regeneração, em um vaso regenerador mantido a alta temperatura, 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 técnica 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, continuamente, técnicas que possam aperfeiçoar o processo, aumentando a produção de derivados de maior valor agregado, tais como gasolina e GLP. De modo geral, pode-se dizer que o objetivo principal dos processos de FCC é a maximização da produção desses derivados de maior valor. A maximização desses derivados é obtida basicamente, de duas maneiras. Uma, pelo aumento da assim chamada “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, aumentando a seletividade do processo a GLP e gasolina, tem como conseqüências benéficas adicionais, a utilização de menores sopradores de ar e compressores de gás úmido, máquinas de grande porte e de grande consumo de energia, em geral limitantes da capacidade das UFCC. Além disso, é economicamente interessante promover o aumento dos produtos de maior valor agregado.

Um aspecto importante a considerar é o possível interesse ou necessidade de aumentar a produção de GLP 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 de uma 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 das reações endotérmicas que predominam no processo.

Após o riser, que é um tubo vertical alongado, cujas dimensões, em unidades industriais, são de cerca de 0,5m a 2,0m de diâmetro, por 25m a 40m de altura, onde ocorrem reações químicas, o catalisador gasto, com coque depositado em sua superfície e poros, é separado dos produtos da reação e enviado ao regenerador para queima do coque a fim de ter a atividade restaurada e gerar o calor que, transferido pelo catalisador para o riser, será utilizado pelo processo.

As condições existentes no ponto de introdução da carga no riser são determinantes quanto aos produtos que se formam na reação. Nesta região ocorre a mistura inicial da carga com o catalisador regenerado, aquecimento da carga até o ponto de ebulição de seus componentes e a vaporização da maior parte desses componentes. O tempo total de residência dos hidrocarbonetos no riser é de cerca de 1 a 4 segundos.

Para que se processem as reações de craqueamento catalítico, é necessário que a vaporização da carga na região de mistura com o catalisador ocorra rapidamente, de forma a que as moléculas dos hidrocarbonetos vaporizados possam entrar em contato com as partículas de catalisador - cujo tamanho é de cerca de 60 micra - permeando pelos micro-poros do catalisador, e reagindo nos sítios ácidos. A não consecução desta rápida vaporização resulta no craqueamento térmico das frações líquidas da carga. É conhecido que o craqueamento térmico favorece a formação de subprodutos tais como o coque e o gás combustível, principalmente no craqueamento de cargas residuais. O coque envenena os sítios ácidos e pode chegar a obstruir os poros do catalisador. Portanto, o craqueamento térmico na base do riser compete de forma indesejável com o craqueamento catalítico, objetivo do processo. A otimização da conversão da carga requer usualmente a máxima remoção do coque do catalisador no regenerador. A combustão do coque 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 o 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 o 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, sendo sob esse aspecto mais vantajosa que a combustão parcial compensando uma menor relação catalisador/óleo, além de evitar o uso de uma onerosa caldeira para posterior combustão do CO. O aumento de coque no catalisador gasto resulta em um aumento de coque em combustão no regenerador por unidade de massa de catalisador circulado. Calor é removido do regenerador em unidades convencionais de FCC no gás de combustão e principalmente na corrente de catalisador quente regenerado. Um aumento no teor de coque sobre o catalisador gasto aumenta a temperatura do catalisador regenerado e a diferença de temperatura entre o regenerador e o reator.

Portanto uma redução na vazão de catalisador regenerado para o reator, usualmente denominada taxa de circulação de catalisador, é necessária a fim de atender à demanda térmica do reator e a manter a mesma temperatura de reação. No entanto, a menor taxa de circulação de catalisador exigida pela maior diferença de temperatura entre o regenerador e o reator, resulta em redução da relação catalisador/óleo, diminuindo a conversão, mas também a deposição de coque sobre o catalisador, em contraposição ao movimento inicial de aumento no teor de coque.

Assim, a circulação de catalisador do regenerador para o reator é definida pela demanda térmica do riser e pela temperatura que se estabelece no regenerador, função da produção de coque. Como o coque gerado no riser é afetado pela própria circulação de catalisador, conclui-se que o processo de craqueamento catalítico funciona em regime de balanço térmico, sendo indesejável, pelas razões apontadas, a operação em temperatura de regeneração muito elevada.

Via de regra, com os modernos catalisadores de FCC, as temperaturas do regenerador e, portanto, do catalisador regenerado, são mantidas abaixo de 760°C, preferencialmente abaixo de 732°C, já que a perda de atividade seria muito severa acima desse valor. Uma faixa operacional desejável é a de 685°C a 710°C. O valor inferior é ditado, principalmente, pela necessidade de garantir adequada combustão do coque.

Com o processamento de cargas cada vez mais pesadas, há uma tendência de elevar a produção de coque e a operação em combustão total exige a instalação de resfriadores de catalisador para manter a temperatura do regenerador em limites aceitáveis. Os resfriadores de catalisador, em geral, removem calor de uma corrente de catalisador proveniente do regenerador, devolvendo a esse vaso uma corrente de catalisador substancialmente resfriada. Vários trabalhos na literatura de patentes 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, visando aumentar o percentual vaporizado das cargas residuais, sem alterar a temperatura de saída do riser.

Esta abordagem é descrita na patente US 4.818.372, que ensina um aparelho 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. Esta patente usa 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.

Conforme ensinado na patente US 4.818.372, a injeção segregada de uma corrente externa em um ponto superior do riser é efetuada com o objetivo de controlar o perfil de temperatura do mesmo, de modo a manter o trecho inicial do riser a uma temperatura relativamente mais alta sem alterar a temperatura do topo do riser (temperatura de reação ou TRX). Esse controle também pode ser feito através de um reciclo de nafta pesada, tal como ensinado na patente US 5.087.349.

Com este mesmo objetivo, a patente US 5.389.232 ensina um reciclo de nafta pesada em pontos superiores do riser. E a patente US 4.764.268 sugere a injeção de uma corrente de LCO no topo do riser objetivando minimizar reações de sobrecraqueamento de nafta.

Uma alternativa similar, ensinada na patente US 5.954.942 visa um aumento na conversão, através de um quench ou resfriamento rápido com uma corrente auxiliar de vapor na região superior do riser. A publicação WO 93/22400 menciona a possibilidade de injeção, ao longo do riser, de um produto de craqueamento, tal como LCO, com o intuito de realizar um resfriamento do riser e conseqüentemente promover um aumento de circulação de catalisador e possibilitar uma melhora de desempenho de aditivos à base de ZSM-5.

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 unidade de FCC têm sido discutidas, com o intuito de aumentar a produção de LCO. 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 a uma redução na conversão, com consequente aumento na produção de óleo decantado.

Algumas referências importantes sobre este assunto estão listadas a seguir. 1-Distillate yield from the FCC: process and catalyst changes for maximization of LCO :Catalysts Courier , R. W. Peterman; 2- Hydrocarbon Publishing company: Advanced Hydrotreating and hydrocarbon technology to produce ultra2-clean diesel fuel, 2004; 3- Studies on maximizing diesel oil production from FCC: Fifth International symposium on the advances in fluid catalytic cracking, (218th National meeting, American Chemical society, 1999); 4- New development boosts production of middle distillate from FCC: Oil and Gas Journal (August,1970). 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 Diesel (baixo número de Cetano) e alta densidade. O alto teor de aromáticos dificulta também a melhora das suas propriedades por intermédio do hidrotratamento.

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 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.

Esse problema pode ser parcialmente remediado pela utilização de uma corrente de resfriamento injetada acima da injeção da carga principal. Mesmo assim, problemas de aumento da temperatura do Regenerador por arraste de hidrocarbonetos do retificador podem persistir, limitando a unidade e impedindo que possa ser operada em condições ainda mais brandas. Este arraste de hidrocarbonetos deve-se à perda de eficiência do retificador, sensivelmente prejudicada pela baixa temperatura de retificação, função da temperatura de reação, a qual acompanha em valor próximo. A tecnologia da Requerente, objeto do PI 9303773 (correspondente à patente US 5.569.435) compreendendo um sistema de separação rápida no final do ríser entre o catalisador e os produtos da reação, denominada PASS, aqui integralmente incorporada como referência, é importante neste contexto por reduzir a carga de hidrocarbonetos para o retificador, tomando a unidade de FCC menos sensível ao problema.

Uma forma de contornar o problema de baixas temperaturas de retificação na operação em baixa severidade seria a de trabalhar com um retificador aquecido por uma fonte externa de calor. Uma forma de realizar este aquecimento é, por exemplo, a substituição total ou parcial do vapor injetado no retificador por uma corrente mais quente, por exemplo, o gás de combustão efluente do regenerador, no caso da operação em combustão total, ou da caldeira de CO no caso de combustão parcial. Esta corrente rica em N2 e C02 teria o benefício secundário de aliviar a carga térmica do condensador de topo da fracionadora principal além de permitir uma folga do balanço de águas ácidas da refinaria.

No entanto, a vazão mássica de gás necessária para resfriar de alguns graus o retificador, seria de alta magnitude, comparável à vazão de catalisador que circula pela unidade. Esta vazão de gás não contém hidrocarbonetos recuperáveis e seria muito superior à vazão que normalmente circula pelo compressor de gás úmido e por toda a seção de recuperação de gás da unidade, inviabilizando economicamente tal opção.

Outras patentes propõem fazer o aquecimento do retificador com catalisador regenerado, mas trata-se de um sistema de certa complexidade.

Essas, provavelmente, são as razões pelas quais não se tem conhecimento de aplicação industrial seja do gás do regenerador, seja do catalisador, com a finalidade de aquecer o retificador. A operação em temperaturas baixas na região pós-riser, além de prejudicar a eficiência de retificação do catalisador, faz com que frações pesadas do produto do FCC condensem sobre a superfície das paredes e dos internos do reator, levando à formação de coque sobre as paredes do vaso separador. O fenômeno da formação de coque é característico nos reatores equipados com sistemas de separação rápida, sobretudo em unidades que processam cargas pesadas. A formação de coque a partir de finas películas de condensado prossegue ao longo da campanha da unidade, sendo comum que ao seu final sejam encontradas várias toneladas de coque ocupando grande parte do interior do vaso. O coque apresenta sério risco de ignição e queda, causando prejuízos de vulto ao refinador, pois impede os trabalhos de manutenção da unidade por alguns dias até que seja totalmente removido. Sua queda durante a campanha tende a bloquear o escoamento do catalisador, freqüentemente ocasionando parada da unidade. Em ambos os casos é causa de lucros cessantes. A tecnologia dos assim chamados Tubos Coletores de vapores de hidrocarbonetos encontra-se descrita no PI 0204737-3 da Requerente e em conjunto com a tecnologia denominada Juntas Slide, objeto do PI99011484-0 da mesma Requerente, ambas integralmente incorporadas ao presente pedido como referência, toma a tecnologia de separação rápida da Requerente acima mencionada imune ao problema da formação de coque ao evitar que o produto de FCC encontre superfícies frias no reator, viabilizando a operação a baixa temperatura.

Uma conseqüência natural da redução do teor de aromáticos na faixa do LCO, objetivo da operação para maximização 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 da operação em condições brandas é a perda de rendimentos de olefinas leves, na faixa C3-C4, o que pode impactar na economicidade da unidade, diante do alto valor agregado destes produtos que podem ser posteriormente vendidos como insumos para a indústria petroquímica ou encaminhados para unidades de alquilação ou de produção de MTBE. A patente US 5.234.578 utiliza um riser destinado unicamente a transportar catalisador do regenerador para o retificador como meio de aquecimento do catalisador. Já o conceito da invenção engloba duas vantagens simultâneas: o craqueamento e mais a troca de calor em um único equipamento, já que é provido um riser de processo de alta severidade contendo um catalisador muito aquecido que no final da reação cai no separador, encontra o catalisador frio proveniente do riser de baixa severidade e troca o calor. A patente US 6.416.656 ensina um processo para simultaneamente aumentar o rendimento de diesel e GLP. Neste processo, a gasolina é recraqueada para aumento do rendimento de GLP, sendo injetada num ponto inferior ao bocal de carga. A carga do processo é injetada em múltiplos pontos ao longo do riser, reduzindo o tempo de contato e com isto aumentando o rendimento de LCO. Porém a reduzida severidade do riser de FCC para destilados médios faz com que o craqueamento da nafta nestas condições seja pouco efetivo. A publicação internacional WO/0160951 trata de um processo para a maximização de destilados médios com rendimentos de 50 e até 65% em peso utilizando um sistema de dois risers operando em severidades diferentes. É alegado que nafta pesada também é produzida com alto rendimento, enquanto gás e coque são minimizados bem como fundos não convertidos, e a qualidade de cetano do destilado médio é melhorada. O processo é realizado em presença de catalisadores zeolíticos sólidos e componentes ácidos de poros grandes para o craqueamento seletivo de fundos. Embora esse documento afirme a excelência do processo de craqueamento nessas condições, um estudo detalhado das condições do processo ali descrito revela que: As experiências citadas na referida publicação WO/0160951 foram realizadas em unidade tipo MAT modificada com busca de emulação posterior em unidade piloto, buscando a conexão com unidade comercial. A unidade tipo MAT não opera em balanço térmico, ao contrário de uma unidade industrial de FCC, trata-se de uma unidade em leito fixo ao contrário de uma unidade industrial com riser de reação nem espelha a tendência de formação de coque e gás destas unidades. A tentativa de emular a unidade industrial com um teste comparativo em unidade piloto, embora válida quanto à observação de tendências de rendimentos, não reproduz o balanço térmico. Um retificador industrial nas condições de temperatura de reação preconizadas operaria com baixíssima eficiência, acarretando arraste de hidrocarbonetos para o regenerador. Da mesma forma, a vaporização e dispersão de carga na região de injeção seriam deficientes, aumentando de forma considerável a tendência à formação de coque. Esta situação, associada à baixa demanda térmica pelos risers, levaria a uma situação de equilíbrio térmico na unidade industrial em que o regenerador operaria muito aquecido e a uma circulação de catalisador extremamente baixa. O uso de um resfriador de catalisador poderia corrigir o problema da alta temperatura de regeneração, mas não o da deficiência de retificação.

Ademais as baixas temperaturas de reação são também inadequadas para conversão de derivados de características naftênico-aromáticas. Sua aplicação a estas cargas resultaria em conversões extremamente baixas resultando em alta produção de óleo clarificado (slurry), ainda que fosse utilizado um resfriador de catalisador. Resulta também em uma gasolina de baixa qualidade, fruto de craqueamento térmico e não catalítico, não atendendo às especificações de índice de octano, teor de olefinas e estabilidade.

Outra dificuldade relacionada à publicação WO/0160951 refere-se ao reciclo de frações pesadas. Tais reciclos, sobretudo se provenientes de cargas naftênico-aromáticas, não seriam convertidos nas baixas temperaturas e circulações de catalisador preconizadas para o ríser 2 onde são injetados, novamente levando à alta produção de óleo clarificado {slurry).

Diante destes fatos, e de acordo com a experiência industrial da Requerente, está claro que a citada publicação tem sua aplicação restrita a cargas altamente parafínicas, de alto custo e escassas em países como o Brasil. Pelas mesmas razões não é aplicável a cargas pesadas, contendo, frações de resíduo atmosférico com ponto de ebulição acima de 570°C, situação típica, por exemplo, em refinarias brasileiras. Já no caso da presente invenção, o envio de produtos da reação e o catalisador pelos dois rísers para diferentes vasos separadores permite que os produtos sejam encaminhados para seções de fracionamento diferenciadas, mas com as duas correntes de catalisador sendo direcionadas 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 o problema da baixa eficiência de retificação na operação de baixa severidade, solucionando-se com o próprio catalisador, ou seja, com um fluido intrínseco ao processo, uma antiga dificuldade na tecnologia de craqueamento catalítico fluido. A retificação da mistura de catalisadores gastos dos dois rísers em um único vaso garante assim uma melhor eficiência global de retificação.

Vantajosamente e de modo distinto do estado da técnica, o uso de dois vasos separadores no processo da invenção permite o envio dos produtos do ríser de alta severidade e dos produtos do riser de baixa severidade para sistemas de separação distintos, evitando que produtos da faixa de destilação do LCO produzidos no riser de alta severidade se misturem com o LCO de baixa aromaticidade produzido no riser de baixa severidade.

Outro aspecto da invenção é a produção no riser de alta severidade de óleo clarificado de alto índice BMCI. A utilização de um vaso separador independente assegura que este óleo com características nobres e alto valor de mercado possa ser destinado a um tanque exclusivo para comercialização. O estudo das referências citadas mostra que a literatura não revela nem sugere, de modo individual ou combinado, as características de sistema e processo resultantes das pesquisas conduzidas pela Requerente e que permitiram a elaboração do presente pedido.

Deste modo, a técnica ainda necessita de um processo de craqueamento catalítico fluido de cargas mistas, em ausência de hidrogênio adicionado, utilizando um sistema de dois risers, sendo um primeiro riser de gasóleo, operado no modo de baixa severidade, gerando gasolina com arraste de hidrocarbonetos para o regenerador, que sobreaquece com redução de circulação e aumento na produção de óleo decantado, e um segundo riser; para o recraqueamento da gasolina produzida no dito primeiro riser, dito segundo riser atuando simultaneamente como resfríador de catalisador, corrigindo o problema de alta temperatura do Regenerador, convertendo olefinas e dienos da faixa da gasolina e melhorando a estabilidade e a octanagem e ainda, dito segundo ríser sendo origem de um reciclo de óleo decantado ou de uma fração leve do mesmo (HCO), de forma a aumentar a conversão de fundos, o resultado global do processo sendo a obtenção elevada de destilados médios, nafta craqueada e olefinas leves, tal processo e o aparato utilizado para efetuar dito processo sendo descritos e reivindicados no presente pedido.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

De um modo amplo, a invenção trata de um processo para a maximização de destilados médios de FCC que compreende efetuar o craqueamento de cargas mistas em um sistema de dois risers, um primeiro ríser de baixa severidade onde é craqueado gasóleo e um segundo ríser de alta severidade onde gasolina é recraqueada, dito segundo ríser conseguindo simultaneamente atuar como resfriador de catalisador, corrigindo o problema de alta temperatura do Regenerador, convertendo olefinas e dienos da faixa da gasolina enquanto melhora a estabilidade e a octanagem e recupera o rendimento de GLP, o catalisador gasto oriundo do dito primeiro ríser sendo misturado ao catalisador gasto do dito segundo ríser antes do retificador, e então dirigido para o regenerador, de onde recomeça o ciclo dirigindo-se ao dito segundo riser.

Assim, a invenção provê um processo para a maximização de destilados médios pelo craqueamento catalítico fluido de cargas mistas utilizando um sistema de duplo ríser, operando em severidades diferentes, onde o segundo ríser atua como resfriador de catalisador. A invenção provê também um processo para a maximização de destilados médios pelo craqueamento catalítico fluido de cargas mistas utilizando um sistema de duplo riser onde o segundo riser é a origem de um reciclo de óleo decantado ou de uma fração leve do óleo decantado (HCO), objetivando o aumento da conversão de fundos. A invenção provê ainda um processo para a maximização de destilados médios pelo craqueamento catalítico fluido de cargas mistas utilizando um sistema de duplo riser que leva à obtenção de nafta craqueada de alta octanagem. A invenção provê também um processo para a maximização de destilados médios pelo craqueamento catalítico fluido de cargas mistas utilizando um sistema de duplo riser, que leva à obtenção de olefinas leves. A invenção provê também um aparato constituído de dois risers, cada um dos mesmos levando a carga a ser craqueada a um separador independente, esses separadores estando conectados via um retificador comum a um regenerador para regeneração do catalisador gasto e reinicio do ciclo de craqueamento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A FIGURA 1 anexa ilustra esquematicamente umfluxograma da invenção em que os separadores se comunicam entre si e somente um dos mesmos é ligado ao regenerador. A FIGURA 2 anexa ilustra esquematicamente um fluxograma da publicação internacional WO 01/60951 utilizando dois risers.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS A presente invenção trata, pois, de um processo para a maximização de destilados médios a partir de cargas mistas de hidrocarbonetos, enquanto igualmente produz nafta craqueada de alta octanagem e olefinas leves úteis como insumos petroquímicos, o processo empregando uma tecnologia de craqueamento com A/serduplo, onde as condições de severidade são diferentes em cada um dos risers. A presente invenção apresenta soluções para uma série de problemas advindos da operação do FCC em baixa severidade.

Conforme o conceito da invenção, condições de baixa severidade significam temperatura de reação na faixa de 460°C a 520°C. Esta faixa de temperatura de reação quando se trata de cargas pesadas, tem como efeito pronunciada perda 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 cumulativamente a temperatura do regenerador.

Ainda conforme a invenção, condições de alta severidade significam temperatura de reação na faixa de 560°C a 620°C. Aplicada a cargas leves, com baixa tendência à formação de coque, resulta em demanda térmica pelo riser extremamente elevada causada pela alta endotermia das reações de craqueamento resultando em relação catalisador/óleo muito elevada, na faixa de 15 a 50, reduzindo drasticamente 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. A menor temperatura de reação contribui para uma menor eficiência de retificação e para o arraste de hidrocarbonetos para o Regenerador, que tende a sobre-aquecer. Este fato provoca uma queda na circulação e um aumento na produção de óleo decantado Outro efeito da operação de médios é o aumento de olefinas e dienos na gasolina, podendo levar a problemas de estabilidade do produto.

Na invenção, o primeiro riseré o de baixa severidade e o segundo, o riser de alta severidade.

Assim, a presente invenção descreve a utilização de um segundo riser além do riser de gasóleo, para o recraqueamento de gasolina, dito segundo riser conseguindo simultaneamente atuar como resfriador de catalisador, corrigindo o problema de alta temperatura do Regenerador, convertendo olefinas e dienos da faixa da gasolina enquanto melhora a estabilidade e a octanagem e recupera o rendimento de GLP.

No segundo riseré feito um reciclo de óleo decantado ou de uma fração leve do mesmo (HCO), de forma a aumentar a conversão de fundos. Para favorecer a redução da temperatura de fase densa e interromper as reações de craqueamento secundárias (transferência de hidrogênio), injeta-se um fluido resfriador no riser de baixa severidade, de forma a manter a circulação necessária ao máximo craqueamento da carga com reduzido aumento da aromaticidade. A etapa de retificação do catalisador gasto, para remoção dos hidrocarbonetos residuais tem um impacto direto na redução da temperatura de fase densa, aumentando a recuperação de produtos e acarretando uma maior circulação de catalisador para o riser. Como em operação de médios a temperatura do riseré reduzida, observa-se uma piora na etapa de retificação.

Porém, na presente invenção este problema também é superado.

No sistema de dois rísers, no primeiro riseré alimentada a carga principal da unidade, composta tipicamente de um gasóleo de vácuo ou de um resíduo atmosférico, mas incluindo também hidrocarbonetos pesados da mesma faixa de destilação oriundos de outros processos da refinaria.

No primeiro ríser, pode-se utilizar opcionalmente a injeção de uma corrente de resfriamento.

No segundo riseré injetada uma corrente de reciclo da nafta craqueada leve. O reciclo da nafta craqueada converte uma parte substancial das olefinas a produtos mais leves, revertendo os problemas de especificação de gasolina mencionados anteriormente e conseguindo recuperar uma parcela importante dos rendimentos de olefinas C3-C4, sacrificadas pela operação na condição de minimização do teor de aromáticos no LCO.

Concomitantemente ao acerto da qualidade, o reciclo da nafta craqueada para o segundo ríser funciona como um resfriador de catalisador, atuando de forma corretiva sobre o sobre-aquecimento do Regenerador. O reciclo da nafta demanda uma quantidade grande de energia do regenerador para a sua vaporização e para as reações endotérmicas de craqueamento, que produzem muito pouco coque combustível para o regenerador. O balanço desses dois efeitos é uma retirada líquida de energia do regenerador, com o conseqüente resfriamento do mesmo.

Para reduzir a produção de óleo decantado, propõe-se o seu reciclo ou o um reciclo de um produto intermediário com uma faixa de destilação de 370- 470°C (HCO-Heavy Cycle Oil). Este produto deve ser introduzido no segundo riser(riser2, de alta severidade ou secundário) em uma altura superior ao meio do mesmo. O ponto ótimo de injeção deve ser situado na faixa de H/2 a H/3, onde H é a altura do riser. O resfriamento do regenerador podería ser obtido com o recurso da instalação de um resfriador de catalisador, contudo, o resfriador não solucionaria a dificuldade de retificar os produtos da reação à baixa temperatura necessária para obter o LCO com a qualidade desejada. A presente invenção também propõe uma forma de permitir o aumento da eficiência de retificação, mesmo estando o riser principal operando com baixas temperaturas de reação. O aumento da temperatura de retificação é obtido por intermédio da mistura do catalisador efluente do riser 2 de craqueamento de nafta com o catalisador efluente do riser 1 de craqueamento de cargas pesadas, mistura essa realizada antes da alimentação ao retificador.

Esta elevação de temperatura é possível por dois motivos. O primeiro: a temperatura de reação do riser 2, controlada no final do riser é significativamente superior à do riser 1 ou de baixa severidade. O segundo: a massa de catalisador circulante no riserl é equivalente à massa de catalisador circulante no riser 1. O exemplo a seguir é ilustrativo desta situação.

Admite-se um rendimento típico de nafta em relação à carga da unidade de 30% em peso. Esta nafta à temperatura na faixa de 30°C a 50°C, é totalmente reciclada para o riser 2 ou de alta severidade, cuja temperatura de reação é controlada na faixa de 550°C a 620°C, preferivelmente 580°C a 600°C, ajustando-se no presente exemplo em 590°C.

No riser 1, que processa a carga pesada, a temperatura de reação é controlada na faixa de 460°C a 520°C, preferivelmente 480°C a 500°C, ajustando-se no presente exemplo em 490°C. A temperatura do leito do regenerador é ajustada preferivelmente na faixa de 685°C a 710°C mediante adequado controle da temperatura da carga para o riser 1 na faixa de 150°C a 300°C.

As respectivas demandas térmicas dos risers 1 e 2 resultam em vazões mássicas de catalisador tais que a circulação no riser 2 toma-se equivalente à do riser 1, a despeito da vazão de carga do riser 2 ser a terça parte da vazão do riser 1. A temperatura do catalisador no retificador situa-se portanto em valor próximo de 540°C típico de operações convencionais, propiciando retificação com alta eficiência, eliminando os inconvenientes da retificação a baixa severidade A invenção compreende, pois um primeiro aspecto que diz respeito ao processo de craqueamento catalítico para maximização de destilados médios, obtenção de nafta de alta octanagem e obtenção de olefinas leves. A invenção compreende um segundo aspecto que diz respeito ao sistema de rísers, separadores, retificadores, regenerador e linhas de reciclo destinados a permitir a consecução do processo da invenção. A invenção compreende um terceiro aspecto que diz respeito ao uso de um catalisador de craqueamento de baixa acidez e reduzida transferência de hidrogênio, a fim de que o teor de aromáticos seja o mais baixo possível. O emprego deste tipo de catalisador permite uma boa seletividade a LCO com relações catalisador / óleo moderadas, da ordem de 6-7 sem que seja necessário reduzir a temperatura de reação abaixo de 490°C. Este aspecto é essencial para o processamento de cargas com características naftênico- aromáticas, pois evita a excessiva produção de óleo decantado, ainda no primeiro riser. A relação C/O no primeiro riser, de baixa severidade, está entre 3,0 e 7,0, e no segundo riser; de alta severidade, entre 15,0 e 50,0.

As cargas úteis para o processo incluem cargas pesadas como gasóleo pesado de vácuo (GOPDD), ou mais pesadas que a anterior, provenientes do fundo de torres atmosféricas, denominadas de resíduo atmosférico (RAT), ou ainda misturas dessas correntes.

Os produtos obtidos estão na faixa de, em porcentual em peso, gás entre 3 e 7, GLP 9 a 15, nafta craqueada entre 15 e 23, destilado médio entre 37 e 45, LCO diluente entre 4,5 e 7,5, óleo decantado entre 3,5 e 6,5 e coque, 7 a 10.

As propriedades dos produtos como nafta e destilado médio compreendem IC (índice de cetano) entre 30 e 38 e MON entre 82 e 85. O processo para maximização de destilados médios de FCC utilizando o sistema de duplo riser da invenção será descrito a seguir com relação à Figura 1.

Conforme a Figura 1, onde o numeral 100 representa de modo geral o sistema proposto, uma carga 10 é injetada em um primeiro riser21 dito de baixa severidade, se encontrando com o catalisador regenerado quente vindo do regenerador 50 através do duto 22. No riser 21 ocorrem reações de craqueamento a temperaturas entre 460-520°C, tipicamente 480-500°C, a relação catalisador/óleo estando entre 3,0 e 7,0, com produção de hidrocarbonetos mais leves que a carga: gasolina, GLP, gás e LCO. No primeiro riser2\ é possível injetar uma corrente de resfriamento 25, que pode ser água ou nafta. O produto vapor do primeiro riser21 é separado do catalisador no vaso 30 e dirigido via a linha de transferência 32 para a torre fracionadora 60. O catalisador do vaso 30 é encaminhado para o retificador 43 onde se junta com o catalisador do segundo riser 23. Uma válvula do duto 44 impede que o produto vapor do segundo riser 23 contamine o do primeiro riser 21.

Na torre fracionadora 60, o produto vapor é condensado e fracionado conforme as faixas de destilação dos hidrocarbonetos. No topo da torre 60 são retirados os produtos mais voláteis via 61, que são separados em gás total 63 e nafta leve 64 no condensador de topo 62 da torre 60. A nafta leve 64 é encaminhada para a base do segundo riser 23 onde continua a reagir, removendo calor do sistema. A torre fracionadora 60 produz ainda a nafta pesada 65 e o LCO 66 de baixa aromatícidade que são encaminhados ao hidrotratamento para incorporação ao pool de diesel. O HCO 67 é retirado opcionalmente e encaminhado junto ou no lugar do óleo decantado 68 para um ponto intermediário do segundo riser 23. O segundo riser 23 trabalha em alta severidade, em temperaturas entre 560- 620°C, tipicamente 580-600°C e relação catalisador óleo entre 15,0 e 50,0, convertendo os hidrocarbonetos pesados do fundo da fracionadora 60 enviados via a linha 67 e as olefinas da nafta leve enviadas via a linha 64, o que melhora a qualidade desses hidrocarbonetos. O catalisador para o segundo riser 23 é alimentado do regenerador 50 através do duto 24. O produto vapor do segundo riser 23 é separado do catalisador no vaso 40, seguindo pela linha de transferência 42 para a segunda torre fracionadora 70 onde os produtos são condensados e fracionados.

Os produtos leves são retirados do topo da torre fracionadora 70 via a linha de transferência 71 para o condensador de topo 72. A fração não condensada dos produtos leves (gás combustível e GLP) é retirada via a linha de transferência 73 e a fração líquida (nafta leve) se junta à linha de retirada de nafta pesada 74 sendo posteriormente encaminhada para o poo/de gasolina da refinaria. Nas regiões inferiores da torre 70, são retiradas as correntes de LCO da alta severidade 75 e o óleo decantado 76, ambas encaminhadas para óleo combustível. O catalisador gasto do segundo riser 2Z, separado dos produtos no vaso 40 se junta ao catalisador gasto do primeiro riser21, vindo do vaso 30 e segue para o retificador 43. A mistura do catalisador mais quente do segundo riser23 com o mais frio do primeiro riser 21 permite que se atinja uma temperatura média mais alta, contribuindo para a boa retificação do último. A temperatura média do retificador é de cerca de 540°C, similar à dos processos usuais de FCC, proporcionando retificação com alta eficiência. O catalisador retificado e recoberto de coque resultante do processo é encaminhado para o regenerador 50 através do duto 41. No regenerador 50 o coque é queimado, limpando o catalisador para um novo ciclo e gerando a maior parte da energia requerida pelo processo.

Os dutos 22, 24, 41 e 44 são dotados de válvulas (não numeradas), destinadas a evitar contaminações de produtos entre si. A baixa severidade empregada no riser 21 é uma exigência natural do processo de maximização de médios, tendo como drawback o aumento da produção de óleo decantado (óleo combustível, sem colocação no mercado), a produção de gasolina de baixo índice de octano e baixa estabilidade, além da baixa produção de GLP. A redução da produção de gasolina é assimilável considerando a tendência do mercado no sentido da dieselização.

Assim o riser 23 de alta severidade, cumpre com quatro funções: transformar os excedentes de óleo combustível reciclado e a gasolina em derivados leves principalmente o GLP onde se encontra o propeno, produto de alto valor para a petroquímica; corrigir a inaceitável qualidade da gasolina produzida na operação de baixa severidade do riser 21; permitir a operação do retificador 43 em temperaturas que garantam boa eficiência, conforme discutido anteriormente no presente relatório, através da alta circulação definida pelo craqueamento de nafta; e, ajustar o balanço térmico da unidade. O craqueamento do óleo decantado, corrente 68, tende a aquecer o regenerador, fato contornado pela quarta função do riser 23 que permite evitar o uso de um resfriador de catalisador, graças à alta endotermia de reação da nafta e pelo seu alto calor de vaporização que asseguram uma relação catalisador / óleo na faixa de 15 a 50. O craqueamento conjugado da nafta craqueada e do óleo decantado ou HCO reciclado, permite que o craqueamento seja efetuado em condições favoráveis para o óleo decantado, pois o catalisador que já está com uma pequena quantidade de coque depositado, apresenta redução de atividade catalítica, minimizando a produção de coque gerado a partir do óleo decantado.

Em função da demanda energética gerada pelo craqueamento da nafta, o riser de alta severidade terá uma elevada relação catalisador/óleo, que também favorece o craqueamento do óleo decantado, além de promover a redução da temperatura de fase densa do regenerador. E a Figura 2 é um fluxograma relativo ao fracionamento dos produtos da reação obtidos a partir do processo objeto da publicação WO 01/60951. Este fluxograma não consta da referida publicação e se destina a ilustrar, de modo enfático, algumas diferenças entre a referida publicação e o presente pedido. O fluxograma da Figura 2 compreende duas torres. A primeira torre T1, uma fracionadora primária, recebe os produtos do riser R1 o qual recebe a carga F da unidade. A dita fracionadora T1 produz apenas duas correntes B e C. A corrente B contém o LCO e mais leves, e é enviada para a segunda torre T2. A corrente C, mais pesada que o LCO, é enviada para o riser R2. A segunda torre T2 é a fracionadora principal onde são obtidas todas as correntes do FCC.

As correntes mais pesadas que o LCO (>370°C), o HCO e a borra (o óleo decantado é chamado de borra, ou slurry), da torre T2 são reunidas formando a corrente E, enviada para o riser R2 onde entra em elevação abaixo da corrente C. A corrente D resultante do craqueamento destas correntes pesadas no riser R2 é misturada à corrente A, proveniente do topo da torre T1, a junção das duas correntes A e D, constituindo-se na corrente G, carga da fracionadora principal T2.

Na configuração dessa publicação internacional, a corrente D obtida do craqueamento de cargas pesadas em um segundo riser é misturada à corrente B, principal produto da unidade, obtida do craqueamento da carga da unidade e alimentada à fracionadora principal. A corrente D contém um LCO de baixa qualidade devido à natureza da carga do riser R2 no qual a corrente D é produzida. A má qualidade da carga do Riser R2 fica patente quando se observa que suas duas cargas C e E são reciclos de correntes obtidas por craqueamento. A corrente C pode-se dizer que é um reciclo pesado, PIE 370°C, fruto do craqueamento no riser R1. Já a corrente E igualmente com PIE > 370°C, reflete em sua composição a presença da corrente D fruto de craqueamento em série nos risers R1 e R2, portanto de aromaticidade extremamente elevada.

Assim, o alegado alto rendimento de LCO fica prejudicado em termos de qualidade, devido à não segregação da corrente D proveniente do riser R2, o que exigiría uma terceira torre, aumentando a complexidade do processo. De todo modo, a inclusão da terceira torre melhoraria a qualidade do produto mas, conforme mencionado, reduziría o alegado rendimento de LCO. Já no presente pedido, com apenas duas torres, 60 e 70 obtém-se a segregação das cargas. Os produtos de PIE > 370°C obtidos na fracionadora principal 60 são enviados ao riser 23, no presente caso um riser de alta severidade, já que craqueia nafta também proveniente da dita fracionadora principal, injetada em um ponto inferior. A fracionadora secundária 70, menor que a primeira, tem a função de separar os produtos do riser 23 que são segregados e encaminhados para tanques. O processo da invenção será ilustrado a seguir por um Exemplo ilustrativo que não deve ser considerado limitativo.

EXEMPLO

Foram realizadas várias corridas em unidade de FCC de laboratório (ACE), com sistema catalítico apropriado (alto teor de matriz) para simular o sistema reacional do processo. A carga utilizada para o primeiro riser, riser de médios ou de baixa severidade, foi uma mistura de gasóleo pesado de vácuo e gasóleo de coque na proporção de 85/15. As principais propriedades desta carga são as seguintes: API= 18,5, Nitrogênio básico = 1338 ppm, Ponto de anilina = 80, S =0,65 % peso. A temperatura de reação adotada foi de 480°C e a relação catalisador/óleo variou de 3 a 9 (severidade).

No segundo riser, riser de alta severidade, utilizou-se como carga uma mistura contendo 50% de nafta craqueada e 50% de óleo decantado oriundos de uma operação de FCC em baixa severidade. A temperatura de reação foi de 595°C para o óleo decantado e nafta, com C/O na faixa de 3 a 9. O perfil de rendimentos globais encontra-se na Tabela 1 a seguir.

Com base nos resultados da análise instrumental, SFC e de PIANIO, foram estimadas algumas propriedades da nafta craqueada e do destilado médio.

Destilado médio: índice de cetano (IC) de 35, teor de aromáticos 47% Nafta: MON = 84,5, RON 92,5 e teor de olefinas de 19,7% Como pode ser verificado, utilizando-se o processo proposto, é possível produzir um destilado médio com baixa aromaticidade, comparado ao teor de aromáticos presente nos LCOs provenientes de uma operação convencional de FCC (IC= 20).

Além disso, produz-se uma gasolina de alta qualidade, ou seja, alta octanagem e baixo teor de olefinas, fato que propicia uma boa estabilidade química. É importante observar que os rendimentos dos demais produtos são semelhantes aos rendimentos alcançados em uma unidade convencional de FCC, ou seja, não se observa nenhum dos problemas inerentes a uma operação de baixa severidade, que seriam a baixa conversão de fundos, o baixo rendimento de GLP e a produção de uma gasolina instável e de baixa octanagem.

Um segundo aspecto da invenção é um aparato composto de um sistema de risers geralmente designado pelo numeral 100, empregado para efetuar o processo da invenção. O aparato 100 compreende, conforme ilustrado na Figura 1: a) uma seção de reação constituída de: i) um primeiro ríser 21, de baixa severidade, onde é injetada uma carga 10 para sofrer reações de craqueamento catalítico fluido de baixa severidade, e uma corrente opcional de resfriamento 25, a extremidade superior do dito riser 21 estando conectada a um primeiro separador 30, dito primeiro separador 30 sendo conectado via um duto 44 a um segundo separador 40,a enquanto pelo fundo do dito separador 30 o catalisador gasto é dirigido via o duto 44 para o separador 40 onde se combina ao catalisador separado no dito separador 40, a fração combinada de catalisador gasto separada sendo acumulada no retificador comum 43 e dali dirigida via o duto 41 34para o regenerador 50 para queima de coque do catalisador; ii) um segundo ríser2Z, de alta severidade, onde é injetada a H/2 ou H/3 uma corrente de fundo 67 da torre fracionadora 60, junto ou no lugar da corrente de óleo decantado 68, provenientes da torre fracionadora 60 e sendo também recraqueada no mesmo riser2Z a nafta leve 64 de fundo do vaso de topo 62, dito riser 23 recebendo catalisador do regenerador 50 via o duto 24; b) uma seção de separação/purificação, constituída de: i) uma torre fracionadora principal 60 conectada ao separador 30 para receber os produtos de separação do dito separador via a linha de transferência 32; ii) um separador de topo 62 conectado à torre fracionadora 60 para receber produtos de topo via a linha de transferência 61 e liberar gases GLP e GC; iii) uma torre retificadora 70 conectada ao separador 40 para receber os produtos de topo via a linha 42 e liberar LCO via a linha de transferência 75 e óleo decantado via a linha de transferência 76 pelo fundo da dita torre; iv) um separador de topo 72 conectado à dita torre 70 para receber produtos de topo da dita torre via a linha de transferência 71 e liberar gases pelo topo via a linha de transferência 73 enquanto pelo fundo do dito separador é recuperada nafta via a linha 74, que se une à corrente também de nafta oriunda da mesma torre 70; e onde o funcionamento do dito sistema 100 permite: i) produzir destilado médio em proporção acima de 37% em peso em relação à carga com densidade e aromaticidade reduzidas em relação ao processo convencional de FCC a partir de cargas pesadas refratárias a craqueamento; ii) resfriar o catalisador, pelo reciclo da nafta craqueada 64 para o segundo riser 23, causado pela demanda de energia do dito regenerador 43 para a vaporização da nafta e para as reações endotérmicas de craqueamento, atuando de forma corretiva sobre o sobre-aquecimento do regenerador 60; iii) reduzir a produção de óleo decantado, dirigindo um reciclo de um produto intermediário 67 ou de uma fração leve do mesmo com uma faixa de destilação de 370-470°C (HCO-Heavy Cycle Oil), dito produto sendo introduzido no segundo riser 23 em uma altura superior na faixa de H/2 a H/3; iv) aumentar a eficiência de retificação por aquecimento do retificador 43 com o catalisador proveniente do riserlZ de alta severidade, o que permite a redução da temperatura de fase densa; v) reduzir a produção de óleo combustível (óleo decantado) como conseqüência do recraqueamento do óleo decantado juntamente com a nafta em um riser 23 de alta severidade.

Claims (10)

1- Processo para a maximização de destilados médios de FCC por craqueamento em ausência de hidrogênio adicionado, dito processo sendo caracterizado por que compreende as etapas de: a) dirigir uma carga 10 para um primeiro riser 21 de baixa severidade, onde dita carga entra em contato com o catalisador regenerado quente oriundo do regenerador 50 através do duto 22; b) no riser 21, craquear dita carga 10 a temperaturas entre 460-520°C, a relação cataiisador/óleo estando entre 3,0 e 7,0, produzindo hidrocarbonetos mais leves; c) separar o produto vapor do primeiro riser 21 do catalisador em um vaso 30 e dirigir o produto assim separado via a linha de transferência 32 para a torre fracionadora 60, enquanto o catalisador do vaso 30 é encaminhado para o retificador 43 onde se une ao catalisador do segundo riser 23; d) condensar e fracionar o produto vapor na torre fracionadora 60, retirando pelo topo da mesma os produtos mais voláteis via a linha 61, ditos produtos sendo separados em gás total 63 e nafta leve 64 no condensador de topo 62 da torre 60; e) encaminhar a nafta leve 64 para a base de um segundo riser 23 onde continua a reagir, removendo calor do sistema; f) converter, em um segundo riser 23 de alta severidade, dito riser atuando simultaneamente como resfriador do catalisador e operando em temperaturas entre 550-620°C e com relação catalisador óleo entre 15,0 e 50,0, os hidrocarbonetos pesados do fundo da fracionadora 60 enviados via a corrente 67 de HCO junto ou no lugar do óleo decantado, corrente 68, as correntes 67 e 68 sendo injetadas em H/2 ou H/3 do riser 23, e as olefinas da nafta leve, corrente 64, a reação de conversão sendo efetuada em presença de catalisador alimentado do regenerador 50 através do duto 24; g) separar o produto vapor do dito riser 23 do catalisador no vaso 40, seguindo pela linha de transferência 42 para a segunda torre fracionadora 70 onde os produtos são condensados e fracionados; h) retirar os produtos leves do topo da torre fracionadora 70 via a linha de transferência 71 para o condensador de topo 72, retirando a fração não condensada dos produtos leves, gás combustível e GLP, via a linha de transferência 73 e a fração líquida de nafta leve unida à linha de retirada de nafta pesada 74 sendo encaminhada para o pool de gasolina da refinaria, enquanto pelo fundo da torre 70, são retiradas as correntes de LCO da alta severidade 75 e o óleo decantado 76, encaminhadas para óleo combustível; i) separar o catalisador gasto do segundo riser 23 dos produtos no vaso 40, combinar dito catalisador gasto ao catalisador gasto do primeiro riser 21 vindo do vaso 30 e dirigir a mistura para o retificador 43 resultando uma temperatura média de retificação em torno de 540°C; j) encaminhar via o duto 41 o catalisador retificado e recoberto de coque resultante do processo para o regenerador 50 onde o coque é queimado, limpando o catalisador e gerando a maior parte da energia requerida pelo processo;

2- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por que a carga 10 compreende gasóleo pesado de vácuo (GOPDD), resíduo atmosférico (RAT), hidrocarbonetos pesados da mesma faixa de destilação oriundos de outros processos da refinaria ou ainda misturas dessas correntes em qualquer proporção.

3- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por que de preferência a temperatura no riser 21 está entre 480 e 500°C.

4- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por que de preferência a temperatura no riser 23 está entre 580 e 600°C.

5- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por que os produtos leves resultantes do craqueamento no riser 21 incluem gasolina, GLP, gás e LCO.

6- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por que alternativamente no primeiro riser 21 é injetada uma corrente de resfriamento 25, de água ou nafta.

7- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por que adicionalmente a torre fracionadora 60 produz a nafta pesada 65 e o LCO 66 de baixa aromaticidade, ambos encaminhados ao hidrotratamento para incorporação ao pool de diesel.

8- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por que os dutos 22, 24, 41 e 44 são dotados de válvulas destinadas a evitar contaminações de produtos entre si.

9- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por que o catalisador utilizado é um catalisador apresentando baixa transferência de hidrogênio.

10- Aparato para efetuar o processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por que compreende: a) uma seção de reação constituída de: i) um primeiro riser 21 de baixa severidade, onde é injetada uma carga 10 para sofrer reações de craqueamento catalítico fluido de baixa severidade, e uma corrente opcional de resfriamento 25, a extremidade superior do dito riser 21 estando conectada a um primeiro separador 30, dito primeiro separador 30 sendo conectado via um duto 44 a um segundo separador 40, enquanto pelo fundo do dito separador 30 o catalisador gasto é dirigido via o duto 44 para o separador 40 onde se combina ao catalisador separado no dito separador 40, a fração combinada de catalisador gasto separada sendo acumulada no retificador comum 43 e dali dirigida via o duto 41 para o regenerador 50 para queima de coque do catalisador; ii) wum segundo riser 23 de alta severidade, onde é injetada a H/2 ou H/3 uma corrente de fundo 67 da torre fracionadora 60, junto ou no lugar da corrente de óleo decantado 68 e recraqueada a nafta leve 64 de fundo do vaso de topo 62, dito riser 23 recebendo catalisador do regenerador 50 via o duto 24; b) uma seção de separação/purificação, constituída de: iii) uma torre fracionadora principal 60 conectada ao separador 30 para receber os produtos de separação do dito separador via a linha de transferência 32; iv) um separador de topo 62 conectado à torre fracionadora 60 para receber produtos de topo via a linha de transferência 61e liberar gases GLP e GC; v) uma torre retificadora 70 conectada ao separador 40 para receber os produtos de topo via a linha 42 e liberar LCO via a linha de transferência 75 e óleo decantado via a linha de transferência 76 pelo fundo da dita torre; vi) um separador de topo 72 conectado à dita torre 70 para receber produtos de topo da dita torre via a linha de transferência 71 e liberar gases pelo topo via a linha de transferência 73 enquanto pelo fundo do dito separador é recuperada nafta via a linha 74, que se une à corrente também de nafta oriunda da mesma torre 70;