ES2198804T3 - Procedimiento de reduccion del porcentaje de azufre en gasolinas pesadas fcc. - Google Patents
Procedimiento de reduccion del porcentaje de azufre en gasolinas pesadas fcc.Info
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Abstract
LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A UN PROCESO DESTINADO A LA REDUCCION DEL CONTENIDO DE AZUFRE EN UNA GASOLINA FCC QUE COMPRENDE LAS ETAPAS SIGUIENTES: A) FRACCIONAMIENTO DE DICHA GASOLINA FCC EN TRES FRACCIONES: UNA FRACCION LIGERA QUE COMPRENDE ENTRE EL 50 Y EL 80 % DE DICHA GASOLINA FCC, UNA FRACCION DE EBULLICION INTERMEDIA QUE COMPRENDE ENTRE EL 10 Y EL 30 % DE DICHA GASOLINA FCC, Y UNA FRACCION PESADA QUE COMPRENDE ENTRE EL 5 Y EL 20 % DE DICHA GASOLINA FCC; B) HIDROTRATAMIENTO DE LA FRACCION MAS PESADA EN EL PRIMER LECHO DE UN HIDROTRATADOR, EN CONDICIONES TALES QUE PROPICIAN LA ELIMINACION PRACTICAMENTE TOTAL DEL CONTENIDO DE AZUFRE; C) EXTINCION DEL EFLUENTE DE DICHO PRIMER LECHO CON DICHA FRACCION INTERMEDIA, Y D) HIDROTRATAMIENTO DEL FLUJO DE PETROLEO COMBINADO EN UN SEGUNDO Y ULTIMO LECHOS EN DICHO HIDROTRATADOR, EN CONDICIONES TALES QUE ASEGURAN LA REDUCCION DE AZUFRE TOTAL REQUERIDA.
Description
Procedimiento de reducción del porcentaje de
azufre en gasolinas pesadas FCC.
La presente invención se refiere a la reducción
del contenido de azufre en gasolina pesada FCC.
Existe una demanda cada vez mayor para reducir el
contenido de azufre de gasolina con el fin de cumplir nuevos
requerimientos para emisiones bajas de escape. La contribución más
grande por el azufre en el depósito de gasolina proviene de la
gasolina FCC. El contenido de azufre puede ser reducido por
hidrotratamiento. No obstante, el hidrotratamiento da lugar a una
saturación de las especies de olefina en la gasolina FCC que conduce
a pérdidas inaceptables en el Número Octano. Se han propuesto varios
procesos por los que la gasolina FCC está fraccionada en una
fracción ligera (bajo punto de ebullición) y una fracción pesada
(alto punto de ebullición), y donde solamente se somete a
hidrotratamiento la fracción pesada. La razón de hacer esto está
unida a la distribución de azufre y especies de olefina como una
función del punto de ebullición. Como es evidente a partir de la
Tabla 1, la mayor parte del azufre se encuentra en el punto de
ebullición más alto aproximadamente 30% de gasolina FCC, mientras
que la mayoría de las olefinas son encontradas en la más ligera
aproximadamente el 70% de la gasolina FCC. Mediante el
hidrotratamiento, solamente la fracción pesada y mezclando el
producto hidrotratado con la fracción ligera no tratada, puede
obtenerse el grado requerido de desulfurización con la reducción
moderada de olefina y pérdida moderada de Número Octano. No
obstante, la pérdida del Número Octano es normalmente
inaceptablemente alta.
| Intervalo punto ebullición ºC | Vol. líquido % | Vol. líquido acumulativo % | S, wppm | % Vol. olefinas |
| IBP-50 | 2,1 | 21 | 3 | 48,6 |
| 50-75 | 18,2 | 39,2 | 178 | 59,7 |
| 75-100 | 10,6 | 49,8 | 219 | 46,2 |
| 100-125 | 11,4 | 61,2 | 565 | 34,8 |
| 125-150 | 13,2 | 74,4 | 633 | 22 |
| 150-175 | 8,3 | 82,7 | 576 | 12,6 |
| 175-200 | 9,3 | 92 | 580 | 9,4 |
| 200+ | 8 | 100 | 3255 | 3,2 |
La presente invención comprende cuatro
etapas:
- fraccionamiento de la gasolina FCC en tres
fracciones: una fracción ligera que consta de la más ligera
aproximadamente el 50-80% de la gasolina FCC, una
fracción intermedia que consta de aproximadamente el siguiente punto
de ebullición más alto el 10-30% de la gasolina FCC,
y una fracción pesada que consta de la más alta aproximadamente el
5-20% de la gasolina FCC;
- hidrotratamiento de la fracción más pesada en
el primer lecho de un dispositivo de hidrotratamiento a condiciones
que dan lugar a una eliminación esencialmente total del azufre;
- refrigeración del efluente desde el primer
lecho con la fracción intermedia; e
- hidrotratamiento de la corriente de aceite
combinada en un segundo lecho y final en el dispositivo de
hidrotratamiento a condiciones que aseguran la reducción general del
azufre requerido.
Un diagrama de flujo del proceso se muestra en la
figura 1, como un ejemplo. La configuración exacta del sistema del
gas de reciclado, el sistema de gas de formación, el uso o no del
reciclado del gas, y la configuración del sistema establecido no son
importantes para la invención.
La invención hace uso del hecho de que el
contenido de azufre de la fracción pesada es de 5-10
veces el de la fracción intermedia, y el contenido de olefina es
2-4 veces inferior. En el primer lecho el
dispositivo de hidrotratamiento, el azufre es reducido hasta un
nivel muy bajo, típicamente a una temperatura de lecho media alta.
En estas condiciones, el grado de la saturación de olefina será
alto, pero esto tiene poco efecto sobre la reducción total de
olefina (y por ello, tiene poco efecto sobre la reducción del Número
Octano), puesto que el contenido de olefina de esta fracción es
bajo. El efluente del primer lecho está mezclado con la fracción
intermedia que es introducida en el reactor a una baja temperatura.
La mezcla se produce en una zona de mezcla y refrigeración. Las dos
corrientes son conducidas dentro del segundo lecho. El contenido de
azufre de la corriente mixta será típicamente aproximadamente 2/3 el
de la fracción intermedia, y el grado requerido de desulfurización
de la corriente mixta será bastante bajo. Esto significa que las
condiciones moderadas (por ejemplo, bajas temperaturas) pueden
utilizarse en el segundo lecho, asegurando una saturación de
olefinas baja.
Se da a continuación un ejemplo de la ventaja de
la presente invención sobre el hidrotratamiento convencional de la
fracción pesada.
Una gasolina FCC tiene la siguiente distribución
de azufre y olefinas como una función del punto de ebullición.
| Fracción | Intervalo ebullición ºC | SG | Vol. líquido % | S wppm | % Vol. olefinas | % Masa |
| 1 | IBP-150ºC | 0,726 | 70 | 300 | 45 | 65.4 |
| 2 | 150-200ºC | 0,848 | 20 | 500 | 10 | 22,1 |
| 3 | 200+ºC | 0,895 | 10 | 3500 | 3 | 11,7 |
El contenido de azufre requerido de la gasolina
de rango completo es 230 wppm, lo que significa que el contenido de
azufre de las fracciones combinadas 2+3 debe reducirse a 100 wppm.
La carga de la gasolina FCC de rango completo es 30.000 Bbls/día.
Solamente es hidrotratado el 30% en volumen de la más pesada
(fracciones 2+3).
El hidrotratamiento de las fracciones combinadas
contenido de azufre 2+3 de las corrientes combinadas es 1538 wppm;
el contenido de olefina es 7,7% en vol.
Las condiciones de funcionamiento requeridas para
ofrecer 100 wppm de azufre en el producto son LHSV = 3,4
m^{3}/m^{3}/h y WABT = 320ºC. El contenido de olefina del
producto = 0,9% correspondiente al 88% de saturación de olefina. El
volumen del catalizador requerido es 29,8 m^{3}.
El hidrotratamiento de la fracción 3 seguido por
el hidrotratamiento de la fracción 2 combinado con la fracción
hidrotratada 3.
Sobre el primer lecho las condiciones son:
LHSV = 4,3 m^{3}/m^{3}/h, WABT = 360ºC. El
azufre del producto = 10 wppm, contenido de olefina = 0,001%. El
volumen del catalizador requerido es 7,8 m^{3}.
Sobre el segundo lecho las condiciones son:
LHSV = 4,6 m^{3}/m^{3}/h, WABT = 302ºC. El
azufre del producto = 100 wppm, contenido de olefina = 3,3%
correspondiente al 57% de saturación total de olefina. El volumen
requerido del catalizador del segundo lecho es 21,8 m^{3} dando un
volumen de catalizador total de 29,6 m^{3}, es decir,
esencialmente igual que en el Ejemplo 1a.
En general, se obtiene el mismo azufre del
producto utilizando el mismo volumen de catalizador a
aproximadamente 3,5ºC inferior WAB y con 2,4% en volumen absoluto de
pérdida de olefina inferior.
En los cálculos anteriores, se realizaron las
siguientes suposiciones:
- -
- Las reacciones HDS son de primer orden;
- -
- La reactividad de la fracción 2 para HDS es 1,5 veces la de la reactividad de la fracción 3;
- -
- El orden de reacción para la eliminación de olefina es uno;
- -
- La reactividad de las olefinas en la fracción 2 es igual a la de las olefinas en la fracción 3;
- -
- La relación (fracción k_{HDS} 2)/(K_{retirada \; olefina}) a 320ºC es 1,7;
- -
- La energía de activación para HDS es 24000 cal/mol/K;
- -
- La energía de activación para la retirada de olefina es 30000 cal/mol/K;
- -
- La fracción k_{HDS} 2 es 5,09 a 320ºC.
Claims (1)
1. Un proceso para la reducción del contenido de
azufre en una gasolina FCC que comprende las etapas de:
fraccionamiento de la gasolina FCC en tres
fracciones: una fracción ligera que comprende 50-80%
de la gasolina FCC, una fracción de punto de ebullición intermedio
que comprende 10-30% de la gasolina FCC, y una
fracción pesada que comprende 5-20% de la gasolina
FCC;
hidrotratamiento de la fracción más pesada en el
primer lecho de un dispositivo de hidrotratamiento a condiciones que
dan lugar a la eliminación esencialmente total del azufre;
refrigeración del efluente desde el primer lecho
con la fracción intermedia; e
hidrotratamiento de la corriente de aceite
combinada en un segundo lecho y final en el dispositivo de
hidrotratamiento a condiciones que aseguran la reducción de azufre
total requerida.
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