ES2993338T3 - Method and system for steamcracking - Google Patents

Abstract

Se propone un método de craqueo a vapor que utiliza un dispositivo de craqueo a vapor (2100-2800) que incluye un horno de craqueo eléctrico (10) sin una zona de convección (12) y que incluye además un tren de enfriamiento por temple (20), en donde una corriente de gas de proceso pasa al menos a través del horno de craqueo eléctrico (10) y el tren de enfriamiento por temple (20). Se prevé que el tren de enfriamiento de temple (20) se haga funcionar de modo que comprenda al menos dos etapas de enfriamiento distintas dispuestas en cualquier orden, en donde en una primera de las etapas de enfriamiento al menos una parte de la corriente de gas de proceso extraída del horno de craqueo eléctrico (10) se enfría contra agua de alimentación de caldera vaporizante a un nivel de presión absoluta entre 30 y 175 bar y en donde en una segunda de las etapas de enfriamiento al menos una parte de la corriente de gas de proceso extraída del horno de craqueo eléctrico (10) se enfría contra una mezcla sobrecalentada de hidrocarburos de alimentación y vapor de proceso utilizado en la formación de la corriente de gas de proceso que se calienta de este modo a un nivel de temperatura entre 350 y 750 °C. Una disposición correspondiente (2100-2800) también es parte de la presente invención. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método y sistema para craqueo a vapor

La presente invención se refiere a un método y a un sistema para realizar craqueo a vapor según los preámbulos de las reivindicaciones independientes.

Antecedentes de la invención

La presente invención se basa en la tecnología de craqueo a vapor para la producción de olefinas y otros productos químicos básicos, tal como se describe, por ejemplo, en el artículo “ Ethylene” en la Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, publicación en línea del 15 de abril de 2009, DOI: 10.1002/14356007.a10_045.pub2.

En la actualidad, la energía térmica requerida para iniciar y mantener las reacciones de craqueo endotérmico en el craqueo a vapor se proporciona mediante la combustión del gas combustible en un horno refractario. El gas de procedimiento que contiene inicialmente vapor y los hidrocarburos que van a craquearse pasa a través de los denominados serpentines de craqueo colocados dentro de la caja refractaria, también denominada zona o sección radiante. En esta trayectoria de flujo, el gas de procedimiento se calienta continuamente, lo que permite que las reacciones de craqueo deseadas tengan lugar dentro de los serpentines de craqueo y, por tanto, el gas de procedimiento se enriquece continuamente en los productos de craqueo. Las temperaturas de entrada típicas para el gas de procedimiento en los serpentines de craqueo están entre 550 y 750 0C, las temperaturas de salida están normalmente en el intervalo entre 800 y 900 0C.

Además de la zona radiante, los hornos de craqueo por inyección comprenden una denominada zona o sección de convección y una denominada zona o sección de extinción. La zona de convección generalmente se coloca por encima de la zona radiante y se compone de diversos haces de tubos que atraviesan el conducto de gases de combustión desde la zona radiante. Su función principal es recuperar la mayor cantidad de energía posible del gas de combustión caliente que sale de la zona radiante. De hecho, solo del 35 al 50% de la carga total de ignición se transfiere normalmente dentro de la zona radiante al gas de procedimiento que pasa a través de los serpentines de craqueo. Por tanto, la zona de convección desempeña un papel central en la gestión de la energía en el craqueo a vapor, ya que es responsable del uso beneficioso de aproximadamente del 40 al 60% del aporte de calor a un horno (es decir, de la carga de ignición). De hecho, si se combinan la zona radiante y la de convección, las modernas plantas de craqueo a vapor utilizan del 90 al 95% de la carga total de inyección (basándose en el poder calorífico o potencia calorífica neta inferiores del combustible). En la sección de convección, el gas de combustión se enfría hasta niveles de temperatura entre 60 y 140 °C antes de salir de la sección de convección y liberarse a la atmósfera a través de una chimenea.

El calor del gas de combustión recuperado en la zona de convección se usa normalmente para cargas de procedimiento tales como el precalentamiento del agua de alimentación a la caldera y/o las alimentaciones de hidrocarburos, la vaporización (parcial) de las alimentaciones de hidrocarburos líquidos (con o sin inyección previa de vapor de procedimiento) y el sobrecalentamiento del vapor de procedimiento y del vapor a alta presión.

La zona de extinción se coloca aguas abajo de la zona radiante a lo largo de la ruta principal del gas de procedimiento. Está compuesto por una o más unidades de intercambiador de calor, que tienen las funciones principales de enfriar rápidamente el gas de procedimiento por debajo de un nivel de temperatura máximo para detener las reacciones de craqueo, enfriar aún más el gas de procedimiento para su tratamiento posterior y recuperar de manera efectiva el calor sensible del gas de procedimiento para un uso energético posterior. Además, puede efectuarse un enfriamiento o extinción adicional mediante la inyección de líquidos, por ejemplo, mediante enfriamiento por extinción con aceite cuando se alimenta líquido de craqueo a vapor.

El calor del gas de procedimiento recuperado en la sección de extinción se usa normalmente para vaporizar el agua de alimentación a la caldera de alta presión (HP) o superalta presión (SHP) (normalmente en un intervalo de presión entre 30 y 130 bar de presión absoluta) y para precalentar la misma agua de alimentación a la caldera, antes de alimentarla a un tambor de vapor. El vapor saturado de alta presión o superalta presión generado en consecuencia puede sobrecalentarse en la zona de convección (véase más arriba) para formar vapor sobrecalentado de alta presión o superalta presión, y desde allí puede distribuirse al sistema de vapor central de la planta, proporcionando calor y energía para los intercambiadores de calor y las turbinas de vapor u otros equipos rotativos. El grado típico de sobrecalentamiento del vapor alcanzado en las zonas de convección del horno se sitúa entre 150 y 250 K por encima de la temperatura de saturación (margen del punto de rocío). En general, los hornos de craqueo a vapor pueden funcionar con vapor a alta presión (normalmente de 30 a 60 bar) o con vapor a presión superalta (normalmente de 60 a 130 bar). Para mayor claridad de la descripción de la presente invención, se utilizará vapor a alta presión para todo el intervalo de presión entre 30 y 130 bar, pero también más allá de este límite superior, ya que la presente invención incluye el uso de vapor a presiones de hasta 175 bar.

Una parte importante del tratamiento del gas de procedimiento posterior al enfriamiento por extinción es la compresión, que normalmente se realiza después de un tratamiento adicional, tal como la eliminación de hidrocarburos pesados y agua de procedimiento, con el fin de acondicionar el gas de procedimiento para la separación. Esta compresión, también denominada compresión de gas craqueado o de procedimiento, se realiza normalmente con compresores de múltiples etapas accionados por turbinas de vapor. En las turbinas de vapor, puede usarse vapor a una presión adecuada procedente del sistema de vapor central de la planta mencionada y, por tanto, que comprende el vapor producido usando el calor de la sección de convección y del enfriamiento por extinción. Normalmente, en una planta de craqueo a vapor de la técnica anterior, el calor de los gases de combustión (en la zona de convección) y el calor del gas de procedimiento (en la zona de extinción) están bien equilibrados con la demanda de calor para producir una gran parte de las cantidades de vapor necesarias para calentar y accionar las turbinas de vapor. Dicho de otro modo, el calor residual puede utilizarse más o menos completamente para generar el vapor que se necesita en la planta. Puede proporcionarse calor adicional para la generación de vapor en una caldera de vapor (con ignición).

Como referencia, y para ilustrar mejor los antecedentes de la invención, en la figura 1 se ilustra una disposición de craqueo a vapor por inyección convencional en una representación parcial esquemática muy simplificada y se designa con el número 900.

La disposición 900 de craqueo a vapor ilustrada en la figura 1 comprende, tal como se ilustra con una línea en negrita, uno o más hornos 90 de craqueo. Solo por concisión, a continuación se hace referencia a “ un” horno 90de craqueo, mientras que las disposiciones 900 de craqueo a vapor típicas pueden comprender una pluralidad de hornos 90 de craqueo que pueden funcionar en condiciones iguales o diferentes. Además, los hornos 90 de craqueo pueden comprender uno o más de los componentes explicados a continuación.

El horno 90 de craqueo comprende una zona radiante 91 y una zona 92 de convección. En otras realizaciones distintas a la mostrada en la figura 1, también varias zonas radiantes 91 pueden estar asociadas a una única zona 92 de convección, etc.

En el ejemplo ilustrado, varios intercambiadores 921 a 925 de calor están dispuestos en la zona 92 de convección, ya sea en la disposición o secuencia mostrada o en una disposición o secuencia diferente. Estos intercambiadores 921 a 925 de calor se proporcionan normalmente en forma de haces de tubos que pasan a través de la zona 92 de convección y se colocan en la corriente de gas de combustión de la zona radiante 91.

En el ejemplo ilustrado, la zona radiante 91 se calienta por medio de una pluralidad de quemadores 911 dispuestos en los lados del suelo y de la pared de un material refractario que forma la zona radiante 91, que solo están designados parcialmente. En otras realizaciones, los quemadores 911 también pueden proporcionarse únicamente en los lados de la pared o únicamente en el lado del suelo. Este último puede ser preferiblemente el caso, por ejemplo, cuando se usa hidrógeno puro para la ignición.

En el ejemplo ilustrado, se proporciona una corriente 901 de alimentación gaseosa o líquida que contiene hidrocarburos a la disposición 900 de craqueo a vapor. También es posible usar varias corrientes 901 de alimentación de la manera mostrada o de una manera diferente. La corriente 901 de alimentación se precalienta en el intercambiador 921 de calor en la zona 92 de convección.

Además, una corriente 902 de agua de alimentación a la caldera se hace pasar a través de la zona 92 de convección o, más precisamente, del intercambiador 922 de calor, donde se precalienta. La corriente 902 de agua de alimentación a la caldera se introduce después en un tambor 93 de vapor. En el intercambiador 923 de calor de la zona 92 de convección, se calienta adicionalmente una corriente 903 de vapor de proceso, que de forma típica proviene de un sistema de generación de vapor de proceso situado fuera del sistema de hornos de la disposición 900 de craqueo con vapor y, en el ejemplo ilustrado en la Figura 1, se combina posteriormente con la corriente 901 de alimentación.

Una corriente 904 de alimentación y vapor formado en consecuencia pasa a través de otro intercambiador 925 de calor en la zona 92 de convección y, a continuación, pasa a través de la zona radiante 91 en, normalmente, varios serpentines 912 de craqueo para formar una corriente 905 de gas craqueado. La ilustración de la figura 1 está muy simplificada. Normalmente, una corriente 904 correspondiente se distribuye uniformemente sobre varios serpentines 912 de craqueo y el gas craqueado formado en ellos se recoge para formar la corriente 905 de gas craqueado.

Como se ilustra además en la Figura 1, puede extraerse una corriente 906 de vapor del tambor 93 de vapor y puede (sobre)calentarse en otro intercambiador 924 de calor en la zona 92 de convección, generando una corriente 907 de vapor a alta presión. La corriente 907 de vapor a alta presión puede usarse en la disposición 900 de craqueo a vapor en cualquier ubicación adecuada y para cualquier propósito adecuado, tal como no se ilustra específicamente.

La corriente 905 de gas craqueado procedente de la zona radiante 12 o de los serpentines 912 de craqueo pasa a través de una o más líneas de transferencia hasta un intercambiador 94 por extinción, donde se enfría rápidamente por los motivos mencionados. El intercambiador 94 por extinción ilustrado en este representa un intercambiador (de calor) por extinción primario. Además de un intercambiador 94 por extinción primario de este tipo, también pueden estar presentes otros intercambiadores por enfriamiento.

La corriente 907 de gas craqueado enfriado se hace pasar a unidades 95 de procesamiento adicional que se muestran aquí solo de manera muy esquemática. Estas unidades 95 de procedimiento adicional pueden ser, en particular, unidades de procedimiento para lavado químico, compresión y fraccionamiento del gas craqueado, y una disposición de compresores que incluye una turbina de vapor, que puede funcionar utilizando vapor del tambor 93 de vapor, que se indica con 96.

En el ejemplo mostrado, el intercambiador 94 por extinción funciona con una corriente 908 de agua desde el tambor 93 de vapor. Una corriente 909 de vapor formada en el intercambiador 94 por extinción se devuelve al tambor 93 de vapor.

Objeto de la invención

Los esfuerzos en curso para reducir al menos las emisiones locales de dióxido de carbono de los procedimientos industriales también se extienden al funcionamiento de las plantas de craqueo a vapor. Como en todos los campos de la tecnología, la reducción de las emisiones locales de dióxido de carbono puede efectuarse particularmente mediante la electrificación de una parte o de todas las unidades de procedimiento posibles.

Tal como se describe en el documento EP 3 075 704 A1 en relación con un horno reformador, puede usarse una fuente de tensión además de un quemador, conectándose la fuente de tensión a los tubos del reactor de tal manera que una corriente eléctrica generada de ese modo caliente la materia prima. Las plantas de craqueo a vapor en las que se usan hornos de craqueo a vapor calentados eléctricamente se propusieron, por ejemplo, en los documentos Wo 2020/150244 A1, WO 2020/150248 A1 y WO 2020/150249 A1. La tecnología de hornos eléctricos en otros contextos o en contextos más amplios se describe, por ejemplo, en los documentos WO 2020/035575 A1, WO 2015/197181 A1, EP 3249 028 A1, EP 3249027 A1 y WO 2014/090914 A1, o en documentos más antiguos como, por ejemplo, DE 2362628 A1 DE 1615278 A1, DE 710 185C y DE 3334334A1.

US 2006/116543 A1 describe un método y un aparato para craquear hidrocarburos con vapor, cuyo método consiste en calentar una mezcla de hidrocarburos y vapor a una temperatura deseada que sea lo suficientemente alta como para craquear los hidrocarburos y transformarlos en olefinas, caracterizándose el método por que la fuente de energía necesaria para calentar la mezcla se suministra esencialmente mediante la cogeneración utilizando combustión de un combustible para producir simultáneamente tanto energía térmica como trabajo mecánico que se transforma en electricidad mediante un alternador, y por que la mezcla se somete inicialmente a precalentamiento utilizando la energía térmica suministrada por cogeneración y, posteriormente, se calienta a la temperatura de craqueo deseada mediante calentamiento eléctrico utilizando la electricidad suministrada por la cogeneración.

Según el documento US 2020/172814 A1, un sistema de horno de craqueo para convertir una materia prima de hidrocarburos en gas craqueado comprende una sección de convección, una sección radiante y una sección de enfriamiento, en donde la sección de convección incluye una pluralidad de bancos de convección configurados para recibir y precalentar la materia prima de hidrocarburos, en donde la sección radiante incluye una cámara de combustión que comprende al menos una bobina radiante configurada para calentar la materia prima a una temperatura que permita una reacción de pirólisis, en donde la sección de refrigeración incluye al menos un intercambiador de líneas de transferencia.

Modificar total o parcialmente el concepto de calentamiento de una planta de craqueo a vapor, es decir, utilizar el calor generado por energía eléctrica total o parcialmente en lugar del calor generado al quemar un combustible, es una intervención bastante sustancial. Como alternativa, a menudo se desean opciones de rediseño menos invasivas, especialmente cuando se modernizan las plantas existentes. Estos pueden incluir, por ejemplo, la sustitución de una turbina de vapor utilizada para accionar el compresor de gas de procedimiento o un compresor diferente, al menos parcialmente, por un accionamiento eléctrico. Si bien, como se ha mencionado, una turbina de vapor de este tipo puede funcionar parcialmente con el vapor generado por el calor residual recuperado en la sección de convección de los hornos de craqueo, normalmente deben proporcionarse calderas de vapor con ignición adicionalmente para suministrar cantidades suficientes de vapor. Por tanto, la sustitución de una turbina de vapor utilizada para accionar los compresores mencionados, al menos parcialmente, por un accionamiento eléctrico puede ser adecuado para reducir o evitar el funcionamiento de la caldera con ignición y, por tanto, reducir las emisiones locales de dióxido de carbono.

Sin embargo, tal como se explica más adelante, particularmente la electrificación de partes de tales plantas tiene una influencia significativa en el equilibrio térmico de la planta en general. Es decir, si las turbinas de vapor para accionar los compresores se sustituyen por accionamientos eléctricos, el calor residual generado en la planta, que anteriormente se utilizaba para accionar las turbinas de vapor, ya no puede utilizarse por completo. Por otro lado, si los hornos de inyección se sustituyen por hornos eléctricos, ya no estará disponible el calor residual del gas de combustión, que anteriormente se utilizaba para proporcionar vapor, alimentaciones de calentamiento, etc.

Dicho de otro modo, la sustitución de cualquier parte que emita dióxido de carbono de partes del craqueo a vapor tiene una enorme influencia en el funcionamiento general de la planta y no es simplemente una cuestión de intercambiar un componente por otro. Por tanto, una integración eficiente y efectiva de dichos componentes en una planta de craqueo a vapor es de suma importancia para el diseño general de la planta, en particular en lo que respecta a la gestión de la energía. Por tanto, este es el objeto de la presente invención.

La presente invención se refiere especialmente, en ese sentido, a una situación en donde los hornos de craqueo con vapor de inyección se sustituyen por hornos de craqueo con vapor calentados eléctricamente, dando lugar a que se produzca sustancialmente menos vapor o ningún vapor y esté disponible para consumidores de vapor tales como turbinas de vapor u otros equipos rotativos. La presente invención se refiere especialmente a una situación en donde se lleva a cabo una “electrificación completa” de una planta de craqueo con vapor. En tales situaciones, como se ha mencionado, debe encontrarse un modo de funcionamiento adaptado, ya que la situación convencional de producción y consumo de vapor bien equilibrada cambia casi por completo.

Descripción de la invención

Con estos antecedentes, la presente invención propone un método y un sistema para realizar un craqueo a vapor con las características de las reivindicaciones independientes. Las realizaciones son el objeto de las reivindicaciones dependientes y de la descripción que sigue.

Antes de describir adicionalmente las características y ventajas de la presente invención, se explicarán con más detalle algunos términos utilizados en la descripción de la misma.

El término “vapor de procedimiento” se referirá al vapor que se añade a una alimentación de hidrocarburos antes de que la alimentación de hidrocarburos se someta a craqueo a vapor. En otra terminología, el vapor de procedimiento es parte de una alimentación correspondiente. Por tanto, el vapor de procedimiento participa en las reacciones de craqueo a vapor como se conoce generalmente. El vapor de procedimiento puede incluir particularmente el vapor generado por la vaporización del “ agua de procedimiento” , es decir, agua que se separó previamente de una corriente mixta de hidrocarburos/agua, por ejemplo, del gas de procedimiento extraído de los hornos de craqueo a vapor o de una fracción de los mismos, particularmente mediante separación por gravedad en recipientes/coalescedores, unidades de desoxigenación o usando filtros.

El “gas de procedimiento” es la mezcla de gases que pasa a través de un horno de craqueo a vapor y, posteriormente, se somete a etapas de procesamiento tales como extinción, compresión, enfriamiento y separación. El gas de procedimiento, cuando se suministra al horno de craqueo a vapor, comprende vapor y los hidrocarburos en educto sometidos a craqueo a vapor, es decir, la “corriente de alimentación” sometida al craqueo a vapor también se denomina, en el presente documento, gas de procedimiento. Si es necesaria una diferenciación, esto se indica con términos como “gas de procedimiento introducido en un horno de craqueo a vapor” y “efluente de gas de procedimiento” o similares. Al salir del horno de craqueo a vapor, el gas de procedimiento se enriquece en los productos de craqueo y se agota particularmente en los hidrocarburos en educto. Durante las etapas de procesamiento posteriores, la composición del gas de procedimiento puede cambiar aún más, por ejemplo, debido a que las fracciones se separan del mismo.

El término “vapor de alta pureza” se referirá, a diferencia del vapor de procedimiento, al vapor generado por la vaporización del agua purificada de alimentación de la caldera. El vapor de alta pureza se especifica normalmente según las normas habituales en el campo, tales como la norma VGB-S-010-T-00 o similares. Por lo general, no incluye el vapor generado a partir del agua de procedimiento, ya que este último normalmente contiene algunos componentes adicionales del gas de procedimiento.

El término “ hidrocarburos de alimentación” se referirá a al menos un hidrocarburo que se somete a craqueo a vapor en un horno de craqueo a vapor en un gas de procedimiento. Cuando se utiliza el término “ alimentación de gas” , los hidrocarburos de alimentación comprenden predominante o exclusivamente hidrocarburos con dos a cuatro átomos de carbono por molécula. Por el contrario, el término “alimentación líquida” se referirá a los hidrocarburos de alimentación que comprenden predominante o exclusivamente hidrocarburos con de cuatro a 40 átomos de carbono por molécula, situándose la “ alimentación pesada” en el extremo superior de este intervalo.

El término “ horno eléctrico” puede usarse generalmente para un horno de craqueo a vapor en el que el calor requerido para calentar el gas de procedimiento en los serpentines de craqueo proviene predominante o exclusivamente de electricidad. Un horno de este tipo puede incluir uno o más dispositivos calentadores eléctricos que están conectados a un sistema de suministro de energía eléctrica, ya sea mediante conexiones por cable y/o mediante una transmisión de energía inductiva. Dentro del material del dispositivo calentador, la corriente eléctrica aplicada genera una fuente de calor volumétrico mediante calentamiento por efecto Joule. Si el propio serpentín de craqueo se usa como dispositivo de calentamiento eléctrico, el calor liberado se transfiere directamente al gas de procedimiento mediante transferencia de calor por conducción convectiva. Si se utilizan dispositivos de calentamiento eléctricos independientes, el calor liberado por el calentamiento por efecto Joule se transfiere indirectamente del dispositivo de calentamiento al gas de procedimiento, primero desde el dispositivo de calentamiento hasta los serpentines de craqueo, preferiblemente por radiación y, en menor medida, por convección, y luego de los serpentines de craqueo al gas de procedimiento mediante transferencia de calor por conducción convectiva. El gas de procedimiento puede precalentarse de varias maneras antes de suministrarse al horno de craqueo.

Un “ horno de inyección» es, por el contrario, generalmente un horno de craqueo a vapor en donde el calor requerido para calentar el gas de procedimiento en los serpentines de craqueo se proporciona de manera predominante o exclusiva mediante la ignición de un combustible utilizando uno o más quemadores. El gas de procedimiento puede precalentarse de varias maneras antes de suministrarse al horno de craqueo.

El término “concepto de calentamiento híbrido” puede usarse generalmente cuando, en el craqueo a vapor, se usa una combinación de hornos eléctricos y hornos de combustión. En el contexto de la presente invención, se prevé preferiblemente que un único serpentín de craqueo se atribuya estrictamente a un horno de inyección o eléctrico, es decir, cada serpentín de craqueo se calienta exclusivamente mediante energía eléctrica o exclusivamente mediante ignición.

El término “predominantemente” puede, en el presente documento, referirse a una proporción o un contenido de al menos el 50%, el 60%, el 70%, el 80%, el 90% o el 95%.

El término “equipo rotativo” , tal como se usa en el presente documento, puede referirse a uno o más componentes seleccionados de un compresor, un soplador, una bomba y un generador, siendo tal equipo rotativo accionable por una fuente de energía mecánica tal como un motor eléctrico, una turbina de vapor o una turbina de gas.

Un “ intercambiador de calor de múltiples corrientes” es un intercambiador de calor en el que, en particular, el medio a enfriar pasa a través de una pluralidad de conductos, como en un “ intercambiador de línea de transferencia” , tal como se menciona, por ejemplo, en el artículo de Ullmann mencionado al principio.

Ventajas de la invención

Según el conocimiento de los inventores, la bibliografía existente sobre los hornos de craqueo calentados eléctricamente se limita al diseño y funcionamiento de la propia sección de calentamiento del serpentín eléctrico. Hay poca información disponible sobre los conceptos de integración en arquitecturas completas de hornos (incluyendo las secciones de precalentamiento y extinción), ni en arquitecturas de plantas de craqueo más amplias. Esto es válido con excepciones a las publicaciones más recientes mencionadas anteriormente, es decir, WO 2020/150244 A1, WO 2020/150248 A1 y WO 2020/150249 A1.

Una integración eficiente y efectiva de hornos eléctricos en un craqueador a vapor (denominada a continuación en la memoria “disposición de craqueo por vapor” ) es de suma importancia para el diseño general de la planta, especialmente en lo referente a la gestión energética. Una dificultad importante surge del hecho de que los hornos calentados eléctricamente no presentan una zona de convección, tal como se ha mencionado. Esto es tan importante ya que, como ya se ha mencionado, en los hornos de craqueo por inyección, del 40 al 60% del aporte total de calor se recupera en la zona de convección y puede utilizarse para diversos fines.

Los conceptos y soluciones proporcionados según la presente invención están especialmente concebidos y son adecuados para satisfacer las siguientes funciones o requisitos necesarios para las disposiciones de craqueo por vapor que incluyen sistemas de horno eléctrico.

- Calentar eléctricamente una corriente de gas de proceso premezclada a partir de hidrocarburos de alimentación y vapor en bobinas de craqueo de temperaturas de entrada de entre 550 y 750 0C a temperaturas de salida de entre 800 y 900 0C, logrando de este modo rendimientos de craqueo similares o mejores a los obtenidos en hornos de craqueo.

- Precalentar y, en el caso de alimentaciones líquidas, vaporizar los hidrocarburos de alimentación desde temperaturas de suministro típicas entre 20 y 150 0C hasta las temperaturas de entrada del serpentín mencionadas anteriormente entre 550 y 750 0C. El precalentamiento y la vaporización de los hidrocarburos de alimentación se realizará con o sin la adición previa de vapor de proceso, siendo suministrado de forma típico el vapor de proceso a la disposición de craqueo con vapor a una temperatura entre 130 y 200 0C.

- Enfriar de forma eficaz y muy rápida el gas de proceso aguas abajo de los serpentines de craqueo hasta niveles de temperatura de entre 300 y 450 0C (para materias primas líquidas) o de 150 a 300 0C (para materias primas gaseosas) en uno o más intercambiadores de calor de múltiples corrientes, lo que permite la recuperación de calor del gas de proceso.

- Equilibrar los flujos de energía entre el sistema de horno y el resto de la planta de craqueo con vapor para garantizar un funcionamiento seguro, fiable y eficiente de la planta.

La presente invención propone nuevas soluciones de proceso en términos de diseño, disposición y funcionamiento del horno para dicha configuración. En palabras sencillas, la presente invención proporciona una solución a la siguiente pregunta: “ ¿Cómo equilibrar y distribuir las cantidades de calor en una máquina de cocción con vapor de emisiones bajas o nulas con algunos hornos, en su mayoría o exclusivamente eléctricos?”

La técnica anterior existente no contiene ningún ejemplo sobre cómo resolver estas tareas simultáneamente, porque todos los conceptos de integración de hornos encendidos se basan estrictamente en la existencia de una zona de convección, en la que el calor se recupera de una corriente de gas de combustión caliente.

Si bien las publicaciones anteriores pueden indicar que el calor de la corriente de gas de proceso puede recuperarse y utilizarse, por ejemplo, para el precalentamiento de la alimentación o la generación de vapor de proceso, no se proporciona ninguna solución sobre cómo suministrar calor de proceso utilizable a la gran cantidad de otros consumidores de calor de proceso en una planta de craqueo con vapor y un complejo químico adyacente. Si bien puede haber sugerencias para dejar de utilizar vapor como portador de energía primaria, la cuestión sobre el suministro de calor mencionada queda sin respuesta, a menos que se utilice electricidad para todas las tareas de calentamiento de la planta. Esta última solución, bastante trivial, dista mucho de ser la óptima desde el punto de vista energético, ya que el uso de electricidad para calentamiento a bajas temperaturas provoca importantes pérdidas de exergía. En otras realizaciones de la técnica anterior, el vapor generado se sobrecalienta fuertemente, con la intención de generar electricidad en una turbina de vapor combinada con un sistema generador. Esta también es una solución cuestionable, ya que la generación de electricidad a partir del vapor producido originalmente en un sistema de reactores calentado eléctricamente nuevamente conduce a pérdidas de exergía muy altas y a una gestión de recursos no óptima.

Según la presente invención, se proporciona un método de craqueo con vapor utilizando una disposición de craqueo con vapor que incluye un horno de craqueo eléctrico sin una zona de convección y que además incluye un tren de enfriamiento por extinción, en donde se hace pasar un flujo de gas de proceso al menos a través del horno de craqueo eléctrico y el tren de enfriamiento por extinción. Cabe señalar que, si bien, en la siguiente descripción, se hace referencia a disposiciones, dispositivos, flujos, etc. en singular, la presente invención también puede comprender realizaciones donde cada uno de estos elementos puede proporcionarse en pluralidad. En este sentido, los flujos pueden combinarse a partir de distintos componentes o pueden distribuirse a distintos componentes según sea necesario.

Si se hace referencia aquí a un horno de craqueo eléctrico “sin zona de convección” , esto se refiere a la ausencia de una zona en la que se recupere continuamente una cantidad significativa de, normalmente, más de 500 kW de calor de procedimiento de una corriente de gas de combustión. En otros términos, un horno de craqueo eléctrico sin una zona de convección es un horno de craqueo sin emisión de dióxido de carbono de las corrientes de gases de combustión que se enfrían deliberadamente para recuperar de forma continua cantidades significativas de normalmente más de 500 kW de calor de procedimiento. Sin embargo, el sistema de hornos puede incluir fuentes de emisión de dióxido de carbono para fines ajenos al procedimiento, por ejemplo, quemadores piloto relacionados con la seguridad en la salida de las chimeneas de evacuación de gas. Sin embargo, estos proporcionan cantidades significativamente menores de calor generalmente no recuperable.

Por lo tanto, de forma general, durante el funcionamiento del craqueo de hidrocarburos, se transfiere preferiblemente una cantidad de calor no superior a 1000 kW en el horno de craqueo eléctrico como calor sensible a corrientes distintas de la corriente de gas de proceso que pasa a través o se extrae del horno de craqueo eléctrico según la presente invención. Tales otras corrientes pueden ser, por ejemplo, corrientes de vapor de alta pureza. Expresado de otro modo, dicho calor transferido en el horno de craqueo eléctrico a corrientes distintas del gas de proceso también puede ser no más de 5 % o no más de 3 % del calor transferido al gas de proceso.

Según la presente invención, el tren de enfriamiento por extinción funciona para comprender al menos dos etapas de enfriamiento distintas, en donde, en una primera de las etapas de enfriamiento, al menos una parte de la corriente de gas de proceso extraída del horno de craqueo eléctrico se enfría contra la vaporización del agua de alimentación a la caldera a un nivel de presión absoluta de entre 30 y 175 bar, especialmente entre 60 y 140 bar, más especialmente entre 80 y 125 bar, y en donde en una segunda de las etapas de enfriamiento, al menos una parte de la corriente de gas de proceso extraída del horno de craqueo eléctrico se enfría contra una mezcla sobrecalentada de hidrocarburos de alimentación y vapor de proceso utilizada para formar la corriente de gas de proceso que de este modo se calienta hasta un nivel de temperatura de entre 350 y 750 0C, especialmente entre 400 y 720 0C, más especialmente entre 450 y 700 0C.

Según una realización especialmente preferida de la presente invención, una disposición de generación de vapor funciona en asociación térmica con la disposición de craqueo con vapor y también puede formar parte de la misma, en donde, al utilizar la disposición de generación de vapor, se genera al menos vapor a alta presión sobrecalentado a un primer nivel de presión de 30 y 175 bar de presión absoluta y a un primer nivel de temperatura, no generándose sustancialmente vapor a un nivel de temperatura superior al primer nivel de temperatura. La expresión “prácticamente sin vapor” se referirá, en este sentido, en particular a una cantidad de vapor inferior a 10 % de la cantidad total de vapor generada en la disposición de generación de vapor.

Además, según esta realización, el vapor a alta presión sobrecalentado en el primer nivel de presión y el primer nivel de temperatura se expande, al menos en parte, de forma adiabática e isoentálpica hasta un segundo nivel de presión por debajo del primer nivel de presión, estando el segundo nivel de presión especialmente, pero no necesariamente, por encima de 20 bar de presión absoluta, de modo que su nivel de temperatura se reduce, únicamente por la expansión adiabática e isoentálpica, hasta un segundo nivel de temperatura. El primer nivel de temperatura se selecciona de modo que cada nivel de temperatura intermedio alcanzado a niveles de presión intermedios de más de 20 bar durante el proceso de expansión adiabática e isoentálpica esté entre 5 y 120 K, especialmente entre 10 y 100 K, y más especialmente entre 20 y 80 K por encima del punto de rocío del vapor en el nivel de presión intermedio respectivo durante la expansión adiabática e isoentálpica. Dicho de otro modo, el vapor expandido se mantiene, seleccionando el primer nivel de temperatura según la presente invención, a niveles de sobrecalentamiento moderados, mientras que simultáneamente se mantiene a una distancia suficiente de la curva del punto de ebullición durante todo el proceso de expansión para todos los niveles de presión intermedios por encima de 20 bar. Esto último es particularmente relevante en el caso de una expansión que comience a partir de un primer nivel de presión de más de 40 bar, ya que en tales casos la región bifásica puede alcanzarse o al menos superarse temporalmente. Esto se evita de acuerdo con la presente invención.

Limitar el nivel de sobrecalentamiento del vapor según esta realización dentro del sistema de horno, es decir, realizar un sobrecalentamiento moderado, es muy adecuado si el flujo de vapor exportado desde el sistema de horno está destinado únicamente a suministrar calor de proceso a los consumidores, y el término “exportado” se refiere en este sentido a una retirada de la disposición de generación de vapor y no, o no necesariamente, a la de un sistema general. Este vapor también puede denominarse vapor “ seco” , ya que su nivel de sobrecalentamiento se selecciona esencialmente para evitar la condensación, lo que puede, por ejemplo, dar como resultado abrasión durante el transporte del vapor. Mediante una mera expansión adiabática e isoentálpica, su presión puede reducirse sin cambio de fase después o durante la expansión hasta los niveles de presión y temperatura requeridos por el disipador de calor si se observan los niveles de temperatura indicados anteriormente. Para cualquier expansión adiabática e isentálpica que se pueda aplicar hasta una presión mínima, es decir, el segundo nivel de presión, el margen de punto de rocío resultante del flujo de vapor a cualquier nivel de presión intermedio por encima de 20 bar durante la expansión está en los intervalos ya mencionados anteriormente.

Evitando un fuerte sobrecalentamiento del vapor según la realización de la presente invención, puede maximizarsse la disponibilidad de calor de extinción para el precalentamiento de alimentación a niveles de temperatura más altos (normalmente más de 300 0C). En las realizaciones que comprenden sobrecalentadores de vapor eléctricos, como se explica con más detalle a continuación, puede minimizarse la importación de energía eléctrica a los hornos de craqueo eléctricos.

La presente invención difiere de todos los sistemas de integración de hornos de inyección conocidos, por el hecho de que no se lleva a cabo un precalentamiento de la alimentación ni un sobrecalentamiento de vapor frente a los gases de combustión (debido a la ausencia de una zona de convección). Contrariamente a los conceptos de integración de hornos eléctricos propuestos anteriormente, la presente invención prevé explícitamente el uso de vapor como un portador de energía primario, más específicamente como un portador de calor para procesar los consumidores de calor a diversos niveles de temperatura. Las condiciones de generación y exportación de vapor están diseñadas específicamente para adaptarse al propósito previsto de distribución del calor dentro de la planta de craqueo a vapor y un complejo químico adyacente.

Además, las topologías utilizadas en las realizaciones según la presente invención para el precalentamiento de hidrocarburos de alimentación, vapor de procedimiento y agua de alimentación a la caldera hasta niveles de temperatura de aproximadamente 300 0C, utilizando únicamente vapor a alta presión saturado y/o moderadamente sobrecalentado y sus condensados resultantes, representan una solución de la invención para cumplir estas cargas de procedimiento en un horno eléctrico, en donde no está disponible calor residual adicional de los gases de combustión (a diferencia de los hornos de inyección). Estas soluciones tienen el beneficio de usar un medio térmico directamente disponible en el horno, lo que reduce las necesidades de tuberías y minimiza las pérdidas de exergía al mantener pequeñas las diferencias de temperatura en los intercambiadores de calor y, preferiblemente, realizar un subenfriamiento de los condensados formados para una máxima recuperación de calor.

Al limitar el uso de vapor únicamente con fines de procesamiento de calor y establecer los parámetros del vapor en consecuencia, el sistema de vapor puede funcionar de forma flexible (en relación con la presión y la temperatura) y puede utilizarse además como almacenamiento intermedio de energía temporal, por ejemplo, variando el sobrecalentamiento del vapor y/o los niveles de presión durante el funcionamiento. Esto se ve facilitado por el hecho de que el vapor producido no se usa para la generación de energía en las turbinas de vapor, que son menos tolerantes con respecto a las variaciones de las condiciones del vapor que los intercambiadores de calor a base de vapor. La variación de la importación de energía eléctrica puede realizarse de diferentes formas para las diversas realizaciones, por ejemplo, modificando el punto de ajuste de las temperaturas de salida controladas de intercambiadores de calor específicos. En la realización mostrada en la Figura 2, por ejemplo, que se explica también a continuación, puede lograrse tal variación reduciendo la temperatura de salida del intercambiador de calor alimentado por vapor X2, lo que dará lugar a un aumento de la importación total de energía eléctrica a otros intercambiadores de calor y/o al calentamiento de los serpentines para mantener la misma carga de producción química del horno. En las realizaciones con sobrecalentamiento de vapor eléctrico, la variación puede realizarse de manera sencilla variando la carga.

De acuerdo con la presente invención, por tanto, preferiblemente no se usa vapor generado por una o más disposiciones de generación de vapor en los accionamientos de turbinas de vapor que suministran potencias de eje de más de 1 MW, y preferiblemente no se usa en absoluto en turbinas de vapor u otros equipos rotativos tal como se definieron anteriormente. Dicho de otro modo, según la presente invención no se utilizan turbinas de vapor y al menos no se utilizan turbinas de vapor que suministren potencias de eje de más de 1 MW a las que se suministre vapor desde la(s) disposición/disposiciones de generación de vapor.

El vapor de alta presión sobrecalentado en el primer nivel de presión y en el primer nivel de temperatura preferiblemente no incluye el vapor generado a partir del agua de procedimiento y preferiblemente incluye solo el vapor generado a partir del agua de alimentación a la caldera. El vapor de alta presión sobrecalentado es, por tanto, preferiblemente vapor de alta pureza tal como se ha definido anteriormente. El vapor de alta presión sobrecalentado no se usa preferiblemente para formar una o más corrientes de gas de procedimiento, es decir, no participa en las reacciones de craqueo a vapor.

En otras palabras, según la presente invención, solo se genera un flujo de vapor de alta pureza moderadamente sobrecalentado, como se ha mencionado, y se exporta a un nivel de presión correspondiente, es decir, el primer nivel de presión, y para cualquier expansión adiabática e isoentálpica hasta una presión mínima, es decir, el segundo nivel de presión, el margen de punto de rocío resultante del flujo de vapor expandido está en los intervalos ya mencionados anteriormente.

Según la presente invención, como tren de enfriamiento por extinción se utiliza preferiblemente un tren de enfriamiento por extinción que comprende un intercambiador de extinción primario y un intercambiador de extinción secundario, utilizándose el intercambiador de extinción primario para realizar al menos una parte de la primera de las etapas de enfriamiento y el intercambiador de extinción secundario para realizar al menos una parte de la segunda de las etapas de enfriamiento o viceversa. Las realizaciones correspondientes de la presente invención se explican particularmente con más detalle con referencia a los dibujos adjuntos.

Según la presente invención, en la disposición de generación de vapor puede utilizarse un intercambiador de calor de flujo múltiple en donde el calor de la corriente de gas de proceso extraída del horno de craqueo eléctrico a una corriente de agua de alimentación a la caldera y/o a una corriente de vapor utilizada para formar el vapor sobrecalentado a alta presión y/o un sobrecalentador de vapor eléctrico. Además, al menos una parte de los hidrocarburos de alimentación utilizados para formar la mezcla sobrecalentada de hidrocarburos de alimentación y vapor de proceso, es decir, la corriente de proceso que luego se craquea, puede precalentarse utilizando al menos una parte de la corriente de gas de proceso extraída de dicho horno de craqueo eléctrico en un intercambiador de calor de flujo múltiple que se denomina entonces intercambiador de alimentación-efluente.

Como tren de enfriamiento por extinción, puede utilizarse según la presente invención un tren de enfriamiento por extinción rápido que comprende una disposición con tres o cuatro intercambiadores de extinción dispuestos en serie en la corriente de gas de proceso, de los cuales al menos uno puede proporcionarse como el intercambiador de calor de flujo múltiple que se acaba de mencionar. De esta serie, el primer y segundo intercambiador de extinción pueden ser los intercambiadores de extinción primario y secundario descritos anteriormente. El calor puede transferirse en un tercer intercambiador de extinción y, si existe, en un cuarto intercambiador de extinción de dicha serie de tres o cuatro intercambiadores de extinción, a una corriente de agua de alimentación de la caldera y/o a una corriente de vapor utilizada para formar el vapor de alta presión sobrecalentado. De forma alternativa, el último intercambiador de extinción de una serie de tres o cuatro intercambiadores de extinción puede utilizarse para precalentar al menos una parte de los hidrocarburos de alimentación utilizados para formar la mezcla sobrecalentada de hidrocarburos de alimentación y vapor de proceso, especialmente en una mezcla que ya incluye vapor de proceso, especialmente cuando se proporciona un sobrecalentador de vapor eléctrico en una realización de la invención. El último intercambiador de extinción de una serie de tres o cuatro intercambiadores de extinción también se denominará intercambiador de extinción “terciario” en lo sucesivo y el segundo último intercambiador de extinción de una serie de cuatro intercambiadores de extinción se denominará intercambiador de extinción “ intermedio” . Debe tenerse en cuenta que esta denominación específica se realiza aquí únicamente para facilitar la consulta.

Repitiendo parcialmente lo anterior, el vapor a alta presión sobrecalentado al primer nivel de presión y al primer nivel de temperatura no incluye preferiblemente el vapor generado a partir del agua de proceso y/o solo incluye el vapor generado a partir del agua de alimentación a la caldera, de modo que el vapor a alta presión sobrecalentado al primer nivel de presión y al primer nivel de temperatura se proporciona como vapor a alta presión sobrecalentado de alta pureza. Además, como ya se ha mencionado anteriormente, preferiblemente no se utiliza vapor generado por una o más disposiciones de generación de vapor en los accionamientos de turbinas de vapor que suministran potencias de eje de más de 1 MW.

Como también se ha mencionado, la disposición de craqueo con vapor funciona, según una realización especialmente preferida de la presente invención, en diferentes modos de funcionamiento, utilizando diferentes cantidades de energía eléctrica, lo que resulta posible como resultado de la flexibilidad de la generación y el uso de vapor según la invención. De este modo, la presente invención también puede utilizarse para estabilizar una red eléctrica.

Para obtener más detalles en relación con el sistema de craqueo a vapor proporcionado de acuerdo con la presente invención y las realizaciones preferidas del mismo, se hace referencia a las explicaciones relacionadas con el método de la invención y sus realizaciones preferidas anteriores. Ventajosamente, la disposición propuesta está adaptada para llevar a cabo un método en al menos una de las realizaciones explicadas anteriormente con más detalle.

Resumiendo nuevamente lo dicho anteriormente, la presente invención propone conceptos novedosos que garantizan que se satisfagan todas las cargas o requisitos enumerados anteriormente para los hornos de craqueo con vapor en el contexto de diseños de unidades de craqueo con vapor muy electrificadas.

La solución para limitar el sobrecalentamiento del vapor a alta presión sobrecalentado proporcionado según una realización de la invención, rompe especialmente con el estado actual de la técnica en los diseños de unidades de craqueo con vapor actuales basados en hornos de inyección y grandes maquinarias rotativas accionadas por turbinas. Esta elección tecnológica representa una solución muy eficiente en el contexto de diseños de unidades de craqueo con vapor muy electrificados.

De hecho, la práctica actual de producir vapor a alta presión altamente sobrecalentado en la sección del horno (donde los márgenes de punto de rocío son normalmente superiores a 150 K en la salida del horno) está impulsada por la abundancia de energía térmica residual en la sección de convección del horno y su posible uso en turbinas de vapor para accionar compresores y bombas. El vapor a presión reducida extraído de las extracciones de las turbinas o de las salidas de las turbinas se usa además para proporcionar calor de procedimiento a diversos niveles.

En los trenes de separación de unidades de craqueo muy electrificadas, el uso de accionamientos de compresores eléctricos en vez de turbinas de vapor lleva a una reducción de las pérdidas de energía en la planta de craqueo con vapor. Además, no hay un uso más eficiente del vapor a alta presión altamente sobrecalentado en el tren de separación. Por tanto, al reducir el nivel de sobrecalentamiento, la presente invención conduce al uso de una gran porción de la energía térmica recuperada en la sección de extinción para el precalentamiento necesario de la mezcla de hidrocarburos de alimentación/vapor de procedimiento, ya sea en un intercambiador de calor de alimentaciónefluente directo o indirectamente mediante la generación de vapor a alta presión sobrecalentado y el uso de ese vapor en las etapas de precalentamiento de la alimentación.

Al maximizar el uso del calor de extinción para el precalentamiento de la alimentación, se reduce la importación total de energía eléctrica al horno, reduciendo de este modo el coste operativo del horno, facilitando la integración del horno en la red eléctrica y reduciendo la pérdida total de energía en la sección del horno.

Entre las realizaciones mostradas, las variantes en donde el intercambiador de extinción primario se usa en la generación de vapor ofrecen el beneficio del enfriamiento más rápido del gas craqueado y una extinción por reacción (alto coeficiente de transferencia de calor por agua en ebullición), mientras que las variantes en las que el intercambiador de extinción primario está diseñado como intercambiador de alimentación-efluente ofrecen el beneficio de una importación mínima de energía eléctrica.

El sobrecalentamiento moderado en el intervalo dado según una realización de la invención permite además un suministro de calor sencillo y flexible para procesar a los consumidores de calor, ya que la distribución a los consumidores a diferentes niveles de temperatura puede realizarse simplemente mediante la expansión monofásica, adiabática e isentálpica del vapor moderadamente sobrecalentado exportado por los hornos, sin necesidad de estaciones de descarga para niveles de vapor completos, mediante la inyección adicional de agua de alimentación a la caldera para desobrecalentamiento y/o fases de turbina.

Como se ha mencionado anteriormente, el precalentamiento a temperaturas más bajas reduce los volúmenes de las tuberías y permite la máxima recuperación de calor al subenfriar los condensados de vapor.

En cuanto al comportamiento dinámico, la posibilidad de equilibrar y amortiguar los cambios en la importación de electricidad con el sistema de vapor facilita la integración de tales sistemas de hornos en complejos industriales alimentados preferiblemente con electricidad renovable.

Las características y realizaciones adicionales de la presente invención se enumeran a continuación. Todas estas características y realizaciones pueden combinarse con las características y realizaciones descritas anteriormente y a continuación en el presente documento sin limitación, en la medida en que estén abarcadas por el alcance de las reivindicaciones y en la medida en que sea técnicamente factible o razonable.

- La invención se combina preferiblemente con un tren de separación, en donde todos los compresores de gas o bombas con una potencia superior a 1 MW son impulsados por motores eléctricos.

- El vapor a alta presión sobrecalentado exportado se distribuye de forma más ventajosa a varios niveles de presión de vapor mediante elementos de expansión adiabáticos e isentálpicos. Los consumidores de calor singulares (por ejemplo, con un servicio de ensuciamiento crítico) pueden incluir además una etapa de desobrecalentamiento adicional (que puede realizarse mediante inyección directa de agua o mediante el uso de un tambor de saturación).

- Las disposiciones de craqueo con vapor que comprenden características según la presente invención pueden funcionar según cualquier principio de calentamiento eléctrico posible, tal como calentamiento de bobina resistivo directo, calentamiento de bobina por radiación indirecta mediante elementos de calentamiento eléctrico y calentamiento de bobina mediante transmisión de potencia inductiva. La disposición de craqueo con vapor puede incluir otras unidades para la generación de vapor a partir de energía eléctrica (por ejemplo, sistemas de bombas de calor eléctricas y calderas eléctricas).

- El vapor sobrecalentado exportado puede expandirse a niveles de vapor a presión inferiores a 20 bar de presión absoluta, por ejemplo, para suministrar vapor a consumidores de presión media y baja. La selección de una presión absoluta de 20 bar para el segundo nivel de presión se elige para facilitar la definición de las envolventes curvas para el sobrecalentamiento inicial del vapor. Cuando se expande a presiones por debajo de una presión absoluta de 20 bar, pueden producirse valores más altos de los márgenes del punto de rocío, sin limitar el alcance de la invención.

- Además de la posibilidad inherente de almacenamiento de energía a través la variación del sobrecalentamiento/presión del vapor, la presente invención puede combinarse además con sistemas de almacenamiento de energía dedicados, por ejemplo, sistemas de almacenamiento de calor latente o similares.

La presente invención y las realizaciones de la misma se explican con más detalle en relación con los dibujos adjuntos.

Descripción de las figuras

La figura 1 ilustra una realización que no forma parte de la presente invención.

Las Figuras 2 a 9 ilustran realizaciones de la presente invención.

Las Figuras 10 a 12 ilustran las ventajas de las realizaciones de la presente invención.

La figura 1 ya se describió al principio.

En la Figura 2, se ilustra una disposición 2100 de craqueo con vapor según una realización de la presente invención, utilizado en la ejecución de un método de craqueo con vapor según una realización de la presente invención, y que opcionalmente forma parte de un sistema según la presente invención. Como en las Figuras posteriores, que muestran también las disposiciones de craqueo con vapor, las etapas del método pueden realizarse mediante las unidades o dispositivos de proceso utilizados correspondientes y, por tanto, las explicaciones relacionadas con las etapas del método también pueden referirse a dichas unidades y dispositivos de proceso y viceversa. Las explicaciones repetidas se omiten únicamente por motivos de concisión y, por motivos de claridad, se utiliza un lenguaje mixto que describe las disposiciones o sistemas y los métodos según las realizaciones de la presente invención. Si los componentes se describen en singular, esto no excluye que tales componentes se proporcionen en pluralidad. La disposición 2100 de craqueo con vapor, al igual que las otras disposiciones de craqueo con vapor mostradas a continuación, puede formar parte de un sistema 200 según una realización de la invención que puede incluir una pluralidad de componentes adicionales y cuyos posibles límites del sistema están ilustrados de manera muy esquemática únicamente en la Figura 2.

En las Figuras 2 a 9, las flechas sólidas indican la alimentación de hidrocarburos, vapor de proceso, gas de proceso o corrientes de gas craqueado y las corrientes formadas a partir de las mismas, tales como fracciones de hidrocarburos. Las flechas con puntos finos indican las corrientes de agua líquida de alimentación de la caldera, mientras que las flechas discontinuas indican las corrientes de vapor saturado de alta pureza, y las flechas de trazos y puntos indican las corrientes de vapor de alta pureza sobrecalentado. Las corrientes de condensado se indican con flechas punteadas de dos rayas.

La disposición 2100 de craqueo con vapor incluye el uso de un horno 210 eléctrico de craqueo con vapor, como se ha descrito anteriormente, también conocido como “bobina eléctrica” . No está presente ninguna zona de convección.

El vapor de procedimiento PS, particularmente a un nivel de temperatura de aproximadamente 185 0C, se mezcla en una boquilla de mezclado M con una corriente de hidrocarburos de alimentación HC que se precalienta en un intercambiador X1 de calor. Una corriente de procedimiento PR así formada se calienta adicionalmente en un intercambiador X2 de calor hasta un nivel de temperatura particularmente de aproximadamente 300 0C. Los intercambiadores X1 y X2 de calor también pueden combinarse, particularmente si el vapor de procedimiento PS se añade aguas arriba del intercambiador X1 de calor.

Cuatro intercambiadores 21,22, 22a y 23 de extinción están dispuestos en serie en una ruta de gas de proceso aguas abajo del horno 210 de craqueo con vapor eléctrico, formando un tren 20 de enfriamiento por extinción de la disposición 2100 de craqueo con vapor. Tal como se ha mencionado, y solo con fines de referencia, los intercambiadores 21,22 de extinción primero y segundo de esta serie pueden ser los intercambiadores de extinción primario y secundario descritos anteriormente. El último intercambiador 23 de extinción de la serie también puede denominarse intercambiador de extinción terciario y el penúltimo intercambiador 22a de extinción de la serie intercambiador de extinción intermedio. Alternativamente, el intercambiador 21 de extinción y el intercambiador 22a de extinción pueden denominarse intercambiadores de enfriamiento secundarios.

La corriente de procedimiento PR se precalienta, antes de calentarse adicionalmente en un calentador eléctrico E1 hasta un nivel de temperatura particularmente de aproximadamente 660 0C y suministrarse al horno 210 eléctrico de craqueo a vapor como corriente de alimentación, en el intercambiador 22 de extinción. La corriente de procedimiento, en forma de gas craqueado, y ahora se indica como PE para mayor claridad, se extrae del horno 210 de craqueo y se pasa a través de los intercambiadores 21,22, 22a y 23 de extinción. El efluente de la corriente de procedimiento PE del horno 210 de craqueo a vapor eléctrico se extrae del horno 210 de craqueo a vapor eléctrico a un nivel de temperatura particularmente de aproximadamente 840 °C, del intercambiador 21 de extinción a un nivel de temperatura particularmente de aproximadamente 550 °C, del intercambiador 22a de extinción a un nivel de temperatura particularmente de aproximadamente 340 °C y del intercambiador 23 de extinción a un nivel de temperatura particularmente de aproximadamente 200 °C.

Posteriormente, la corriente PE de proceso puede someterse, como se muestra únicamente en la Figura 2, a cualquier tipo de procesamiento que incluya, según una realización de la presente invención, compresión en un compresor 60, especialmente un compresor de gas de proceso, que se acciona mediante un motor eléctrico M. Para más detalles, se hace referencia a las explicaciones anteriores. En particular, se proporciona un tren de separación en donde todos o esencialmente todos los compresores se accionan eléctricamente.

Se proporciona una disposición 30 de generación de vapor que incluye un tambor 31 de vapor y otros componentes utilizados para generar vapor. En general, si a lo largo de la presente descripción se hace referencia a un componente que pertenece a una disposición o grupo de componentes descritos principalmente con una función determinada, esto no excluye que este componente no sea también parte de una disposición o grupo de componentes diferente que tengan una función adicional o diferente, como es típico en una planta que comprende partes interconectadas. Por ejemplo, el intercambiador 21 de extinción, el intercambiador 22 de extinción y el intercambiador 23 de extinción se describen aquí como parte del tren 20 de enfriamiento, pero también pueden estar integrados en la disposición 30 de generación de vapor.

El agua de alimentación a la caldera BF, como también se ilustra con flechas punteadas, se calienta en un intercambiador X3 de calor hasta un nivel de temperatura particularmente de aproximadamente 180 0C y en el intercambiador 23 de extinción hasta un nivel de temperatura particularmente de aproximadamente 290 °C antes de suministrarse al tambor 31 de vapor desde el cual una corriente de agua de alimentación a la caldera BF también pasa al intercambiador 21 de extinción para evaporarse. El vapor saturado SS, como también se ilustra con flechas discontinuas, que se forma en el tambor de vapor y que puede proporcionarse a un nivel de temperatura particularmente de aproximadamente 3250C y un nivel de presión particularmente de aproximadamente 122 bar de presión absoluta, puede usarse en parte para hacer funcionar los intercambiadores X2, X3 y X1 de calor, en donde en el intercambiador X2 de calor se forma un condensado CO que se subenfría en los intercambiadores X3 y X1de calor.

La parte restante del vapor saturado SS se sobrecalienta en el intercambiador 22a de extinción, formando vapor a alta presión (moderadamente) sobrecalentado SU, como también se ilustra con flechas de trazos y puntos. Los parámetros del vapor de alta presión sobrecalentado SU se han descrito ampliamente anteriormente. En la realización mostrada, esto puede tener una temperatura de aproximadamente 375 0C y una presión absoluta de aproximadamente 121 bar. En una disposición de utilización de vapor, que se indica con 50 únicamente con fines de referencia, el vapor a alta presión sobrecalentado SU se usa con fines de calentamiento, pero preferiblemente no sustancialmente para accionar equipos rotativos. En este caso, el vapor de alta presión sobrecalentado SU se expande de manera adiabática e isentálpica usando unidades 51,52, 53 de expansión, formando vapor de alta presión HP, vapor de presión media MP y vapor de baja presión LP que se suministra a los consumidores 54, 55, 56 de calor. El vapor (vapor de alta presión o superalta presión) exportado desde todos los hornos puede recogerse en el colector de vapor correspondiente, es decir, en un sistema de tuberías de gran volumen que distribuye el vapor por la planta a los diferentes consumidores. La conexión de suministro a los colectores de vapor de menor presión se realiza desde este colector con la presión más alta. En las plantas convencionales, un colector de vapor de este tipo funciona a una presión aproximadamente constante (para el funcionamiento de las turbinas), que está ligeramente por debajo de la presión de exportación del vapor en la salida del horno. Según las realizaciones de la presente invención, el nivel de presión del colector de vapor con la presión más alta puede variarse más ampliamente, para lograr un efecto amortiguador ventajoso.

Resumiendo las explicaciones de la Figura 2 y de la disposición 2100 de craqueo con vapor mostrada, el gas PE de proceso se enfría de forma rápida y eficaz en una primera etapa (en el intercambiador 21 de extinción) contra la vaporización del agua de alimentación a la caldera BF, de manera similar al estado de la técnica en los hornos de inyección. En una segunda etapa (en el intercambiador 22 de extinción), el gas de procedimiento PE se enfría en un intercambiador de alimentación-efluente contra el gas de procedimiento PR que se precalienta antes de alimentarse al horno 11 de craqueo eléctrico. En la realización mostrada en la Figura 2, puede proporcionarse un intercambiador 22a de extinción para enfriar el gas PE de proceso mientras se sobrecalienta moderadamente una parte del vapor saturado SS generado en el intercambiador 21 de extinción.

En la Figura 3, se ilustra una disposición 2200 de craqueo con vapor adicional según una realización de la presente invención. En general, las explicaciones relacionadas con la disposición 2100 de craqueo con vapor según la Figura 1 también se aplican a la disposición 2200 de craqueo con vapor según la Figura 3 y únicamente se explicarán a continuación las diferencias.

En la disposición 2200 de craqueo con vapor según la Figura 3, se omite el intercambiador 22a de extinción y, en su lugar, se proporciona un sobrecalentador E2 de vapor eléctrico. El gas de procedimiento PE se extrae aquí del intercambiador 22 de extinción a un nivel de temperatura particularmente de aproximadamente 340 0C.

En la Figura 4, se ilustra una disposición 2300 de craqueo con vapor adicional según una realización de la presente invención. De forma general, las explicaciones relacionadas con la disposición 2200 de craqueo con vapor según la Figura 3, basadas en las explicaciones para la disposición 2100 de craqueo con vapor según la Figura 2, se aplican a la disposición 2300 de craqueo con vapor según la Figura 4 y únicamente se explicarán a continuación las diferencias.

En la disposición 2300 de craqueo con vapor según la Figura 4, de nuevo no hay presente ningún intercambiador 22a de extinción y en su lugar se proporciona un sobrecalentador E2 de vapor eléctrico. En la disposición 2300 de craqueo con vapor según la Figura 4, también se omite el calentador eléctrico E1. Además, la corriente de gas de procedimiento PR calentada en el intercambiador X2 de calor se calienta adicionalmente en el intercambiador 21 de extinción rápido y el tambor 31 de vapor se conecta con el intercambiador 22 de extinción.

El efluente del gas de procedimiento PE del horno 210 de craqueo a vapor eléctrico se extrae del intercambiador 22 de extinción a un nivel de temperatura particularmente de aproximadamente 340 °C. La corriente de procedimiento PE se extrae del intercambiador 21 de extinción a un nivel de temperatura particularmente de aproximadamente 525 0C.

Por lo tanto, en la realización mostrada en la Figura 4 se invierten las dos primeras etapas de extinción, lo que significa que el efluente PE de gas de proceso se enfría primero frente al gas PR de proceso de alimentación a precalentar, y luego frente al agua BF de alimentación a la caldera de evaporación. En una realización de este tipo, no hay necesidad de un precalentador de alimentación eléctrico, ya que pueden alcanzarse temperaturas de precalentamiento suficientemente altas en el intercambiador 21 de extinción. El vapor a alta presión a exportar se sobrecalienta de nuevo moderadamente, en donde ambas variantes de la Figura 2 y la Figura 3 pueden utilizarse para sobrecalentar el vapor.

Las tres realizaciones mostradas en las Figuras 2 a 4 están diseñadas específicamente para los hornos 210 de craqueo eléctrico que funcionan con materias primas ligeras (gaseosas), que consisten con máxima preferencia sobre todo en etano. Por tanto, todas estas realizaciones cuentan con un intercambiador 23 de extinción que, de acuerdo con la práctica industrial actual, enfría aún más el gas craqueado hasta niveles de temperatura de hasta 200 0C, al tiempo que precalienta particularmente el agua de alimentación a la caldera alimentada al tambor 31 de vapor.

Además, el precalentamiento inicial (a niveles de temperatura inferiores a 300 0C) de la alimentación de hidrocarburos HC y del vapor de procedimiento PS después del mezclado para formar la corriente de procedimiento se realiza mediante el uso de vapor saturado en el intercambiador X2 de calor. El condensado a alta presión CO resultante puede usarse además en otras etapas de precalentamiento mencionadas.

En la Figura 5, se ilustra una disposición 2400 de craqueo con vapor adicional según una realización de la presente invención. De forma general, las explicaciones relacionadas con la disposición 2200 de craqueo con vapor según la Figura 3, basadas en las explicaciones para la disposición 2100 de craqueo con vapor según la Figura 2, se aplican a la disposición 2400 de craqueo con vapor según la Figura 5 y a continuación únicamente se explicarán las diferencias.

En la disposición 2400 de craqueo con vapor según la Figura 5, de nuevo no hay presente un intercambiador 22a de extinción y, en su lugar, se proporciona un sobrecalentador E2 de vapor eléctrico. En lugar de una parte del vapor saturado S<s>, ahora se proporciona una parte del vapor sobrecalentado SU al intercambiador X3 de calor. Por tanto, la corriente de procedimiento PR puede calentarse particularmente en el intercambiador X2 de calor hasta un nivel de temperatura particularmente de aproximadamente 330 0C, de modo que se extraiga menos calor en el intercambiador 22 de extinción y el efluente de la corriente de procedimiento PE enfriado en el mismo se extraiga del mismo a un nivel de temperatura de particularmente 370 0C.

La realización de la Figura 5 ilustra especialmente que, de forma alternativa a las realizaciones mostradas anteriormente, el vapor moderadamente sobrecalentado SU también puede utilizarse para asegurar el precalentamiento inicial de la alimentación de hidrocarburos HC y el vapor PS de proceso después de formar la corriente PR de proceso.

En la Figura 6, se ilustra una disposición 2500 de craqueo con vapor adicional según una realización de la presente invención. En general, las explicaciones relacionadas con los componentes principales de la disposición 2100 de craqueo con vapor según la Figura 2 se aplican también a la disposición 2500 de craqueo con vapor según la Figura 6, pero hay presentes varias diferencias que se explicarán a continuación.

En la disposición 2500 de craqueo con vapor según la Figura 6, el vapor PS de proceso a un nivel de temperatura especialmente de aproximadamente 185 0C se mezcla en una boquilla M de mezclado con hidrocarburos HC de alimentación, como en el caso anterior, para formar una corriente PR de proceso a un nivel de temperatura especialmente de aproximadamente 120 0C. La corriente de procedimiento PR se calienta además en el intercambiador 23 de extinción hasta un nivel de temperatura particularmente de aproximadamente 280 °C y en el intercambiador 21 de extinción, como antes, hasta un nivel de temperatura particularmente de aproximadamente 660 0C antes de suministrarse al horno 210 de craqueo a vapor eléctrico. El efluente del gas de procedimiento PE se extrae del horno 210 de craqueo a vapor eléctrico a un nivel de temperatura particularmente de aproximadamente 840 0C, del intercambiador 21 de extinción a un nivel de temperatura particularmente de aproximadamente 510 0C, del intercambiador 22 de extinción (no está presente el intercambiador 22a de extinción adicional) a un nivel de temperatura particularmente de aproximadamente 340 °C y del intercambiador 23 de extinción a un nivel de temperatura particularmente de aproximadamente 200 0C.

El agua de alimentación a la caldera BF se suministra al tambor 31 de vapor que está conectado con el intercambiador 22 de extinción. El vapor saturado SS puede generarse a un nivel de presión de aproximadamente 122 bar de presión absoluta y a un nivel de temperatura de aproximadamente 3250C. Este se sobrecalienta, formando vapor sobrecalentado SU con los parámetros indicados anteriormente, en un calentador eléctrico E2.

La realización mostrada en la Figura 6 incluye una opción adicional para asegurar el precalentamiento inicial de la alimentación HC de hidrocarburos y del vapor de PS proceso después de formar la corriente PR de proceso, donde el intercambiador 23 de extinción está diseñado como un intercambiador de alimentación-efluente. Esta posibilidad también puede combinarse con realizaciones tales como, por ejemplo, las mostradas en las Figuras 2, 3 y 5.

En la Figura 7 se ilustra una disposición 2600 de craqueo con vapor adicional según una realización de la presente invención. De forma general, las explicaciones relacionadas con la disposición 2200 de craqueo con vapor según la Figura 3, basadas en las explicaciones para la disposición 2100 de craqueo con vapor según la Figura 2, se aplican a la disposición 2600 de craqueo con vapor según la Figura 7 y solo se explicarán a continuación las diferencias.

En la disposición 2600 de craqueo con vapor según la Figura 7, no está presente el intercambiador 23 de extinción y en su lugar se utiliza un extintor 25 con aceite. Por tanto, el agua de alimentación a la caldera BF se calienta solo en el intercambiador X3 de calor, particularmente hasta un nivel de temperatura de aproximadamente 260 0C, antes de pasar al tambor 31 de vapor. Se proporciona otro intercambiador X4 de calor, que calienta aún más los hidrocarburos de alimentación antes de mezclarlos con el vapor de procedimiento PS en la boquilla de mezclado M. El vapor de procedimiento PS también se calienta antes, en un intercambiador X5 de calor adicional. Los intercambiadores X2, X4 y X5 de calor funcionan con vapor saturado SS y las corrientes de condensado se recogen antes de usarse, tal como se describió anteriormente, en los intercambiadores X1 y X3 de calor.

En la disposición 2600 de craqueo con vapor según la Figura 7, el vapor PS de proceso se proporciona inicialmente a un nivel de temperatura especialmente de aproximadamente 180 0C. El nivel de temperatura de la corriente de procedimiento PR aguas abajo del intercambiador X2 de calor es particularmente de aproximadamente 300 0C. El calentamiento en el calentador eléctrico E1 se realiza particularmente a un nivel de temperatura de aproximadamente 630°C. El efluente PE del gas de procedimiento se extrae del horno 210 de craqueo eléctrico a un nivel de temperatura particularmente de aproximadamente 870 0C, del intercambiador 21 de extinción a un nivel de temperatura particularmente de aproximadamente 600 0C, del primer intercambiador 22 de extinción a un nivel de temperatura particularmente de aproximadamente 390 0C, del intercambiador 22a de extinción a un nivel de temperatura de particularmente aproximadamente 380 0C y del extintor 25 con aceite a un nivel de temperatura adecuado adicional. El vapor saturado generado en el tambor 21 de vapor se proporciona a un nivel de presión particularmente de aproximadamente 122 bar de presión absoluta y a un nivel de temperatura particularmente de aproximadamente 325 °C. El vapor a alta presión sobrecalentado SU aguas abajo del intercambiador 22a de extinción se proporciona a un nivel de presión particularmente de aproximadamente 121 bar de presión absoluta y a un nivel de temperatura particularmente de aproximadamente 380 0C.

En la Figura 8, se ilustra una disposición 2700 de craqueo con vapor adicional según una realización de la presente invención. De forma general, las explicaciones relacionadas con la disposición 2600 de craqueo con vapor según la Figura 7, basadas en las explicaciones para la disposición 2100 de craqueo con vapor según la Figura 2, se aplican a la disposición 2700 de craqueo con vapor según la Figura 8 y a continuación se explicarán únicamente las diferencias.

En la disposición 2700 de craqueo con vapor según la Figura 8, el vapor PS de proceso se mezcla sucesivamente con los hidrocarburos HC de alimentación en una primera y una segunda boquilla M1, M2 de mezclado, donde el vapor PS de proceso mezclado en la segunda boquilla M” de mezclado se calienta adicionalmente en un calentador eléctrico E3 adicional.

Como variantes de proceso alternativas, las Figuras 7 y 8 muestran realizaciones ilustrativas de la presente invención aplicadas a un horno eléctrico 210 que funciona con materia prima líquida y materia prima líquida pesada, respectivamente. En tales realizaciones, no hay un intercambiador 23 de extinción, de manera análoga a los hornos de materia prima líquida de inyección. La sección de precalentamiento de la alimentación es normalmente más compleja y presenta, por ejemplo, etapas de precalentamiento de la alimentación adicionales (véanse las Figuras 7 y 8, incluido el uso de sobrecalentadores de vapor de proceso eléctricos para materias primas líquidas pesadas) y/o una o más etapas de sobrecalentamiento de vapor de proceso en intercambiadores de calor de flujo múltiple. Sin embargo, las realizaciones mostradas en las Figuras 7 y 8 son adaptaciones sencillas de la realización mostrada en la Figura 2. En consecuencia, las variantes presentadas por las realizaciones mostradas en las Figuras 3 a 5 pueden aplicarse de manera análoga a los hornos de alimentación líquida como se muestran en las Figuras 7 y 8, tal como se aplicaron al horno de alimentación de gas de la Figura 2.

En la Figura 9, se ilustra una disposición 2800 de craqueo con vapor adicional según una realización de la presente invención. De forma general, las explicaciones relacionadas con la disposición 2700 de craqueo con vapor según la Figura 8, basadas en las explicaciones para la disposición 2100 de craqueo con vapor según la Figura 2, se aplican a la disposición 2800 de craqueo con vapor según la Figura 9 y a continuación únicamente se explicarán las diferencias.

De forma similar a la disposición 2200 de craqueo con vapor según la Figura 3, de nuevo se omite el intercambiador 22a de extinción y, en su lugar, se proporciona un sobrecalentador E2 de vapor eléctrico. Como variante ilustrativa, la Figura 9 muestra una variante de proceso para un horno de alimentación de líquido pesado análoga a la variante de alimentación de gas mostrada en la Figura 4 (con el intercambiador 21 de extinción diseñado como intercambiador de alimentación-efluente).

En la Figura 10, se muestra un diagrama de Mollier (entalpía/entropía) con una entropía s en kJ/(K*kg) mostrada en el eje horizontal y una entalpía h en kJ/kg mostrada en el eje vertical para el agua. Con un punto 71, se indica un sobrecalentamiento moderado, tal como se usa según las realizaciones de la presente invención, mientras que con un punto 72, se indica un sobrecalentamiento alto, tal como se usa según la técnica anterior. Una expansión adiabática y isoentálpica realizada según la presente invención y realizaciones de la misma, característica de un cambio de estado en las válvulas o reductores cuando el vapor está previsto para utilizarse únicamente con fines de calentamiento, se muestra con una flecha que comienza en el punto 71, mientras que una expansión politrópica realizada según la técnica anterior y no según la presente invención, característica de un cambio de estado en las turbinas de vapor cuando el vapor está previsto para utilizarse por primera vez con fines mecánicos antes de su uso para fines de calentamiento, se muestra con un flecha que comienza en el punto 72.

Según la presente invención, mediante la mera expansión isoentálpica, la presión puede reducirse sin cambiar de fase a los niveles de presión y temperatura requeridos por el consumidor de calor. En la Figura 11 se muestra una curva 81 de evolución de temperatura ilustrativa de tal cambio de estado isoentálpico (que presenta un punto de apoyo a 380 0C y una presión absoluta de 120 bar) para un intervalo de presión de entre 20 y 160 bar de presión absoluta, junto con las correspondientes envolventes 82 y 83 de curva más preferidas de (con márgenes de punto de rocío de 20 K y 80 K). En la figura 8, se indica una presión absoluta en bar en el eje horizontal y una temperatura en 0C en el eje vertical.

El margen de punto de rocío correspondiente para la misma curva isoentálpica 81 ilustrativa se muestra en la Figura 12 para el mismo intervalo de presión. En la Figura 8, se indica nuevamente una presión absoluta en bar en el eje horizontal, mientras que los valores de diferencia de temperatura en K se indican en el eje vertical.

Claims (12)

1. REIVINDICACIONES

   i. Un método de craqueo con vapor que utiliza una disposición (2100-2800) de craqueo con vapor que incluye un horno (10) eléctrico de craqueo sin una zona (12) de convección y que además incluye un tren (20) de enfriamiento por extinción,caracterizado por queel tren (20) de enfriamiento por extinción se hace funcionar para comprender al menos dos etapas de enfriamiento distintas dispuestas en cualquier orden, en donde en una de las etapas de enfriamiento, al menos una parte de la corriente de gas del proceso extraída del horno (10) eléctrico de craqueo se enfría frente a agua de alimentación de caldera que se vaporiza a un nivel de presión absoluta de entre 30 y 175 bar y en donde en otra de las etapas de enfriamiento, al menos una parte de la corriente de gas del proceso extraída del horno (10) eléctrico de craqueo se enfría contra una mezcla sobrecalentada de hidrocarburos de alimentación y vapor de proceso utilizado en la formación de la corriente de gas del proceso que, por lo tanto, se calienta a un nivel de temperatura de entre 350 y 750 0C.
2. 2. El método según la reivindicación 1, en donde, durante el funcionamiento del craqueo de hidrocarburos, se transfiere una cantidad de calor no superior a 1000 kW al horno (10) de craqueo eléctrico como calor sensible a corrientes distintas de la corriente de gas de proceso que atraviesa o se extrae del horno (10) de craqueo eléctrico.
3. 3. El método según la reivindicación 1 o 2, en donde como tren (20) de enfriamiento por extinción se utiliza un tren (20) de enfriamiento por extinción que comprende un intercambiador (21) de extinción primario y un intercambiador (22) de extinción secundario, utilizándose el intercambiador (21) de extinción primario para realizar al menos una parte de la primera de las etapas de enfriamiento y el intercambiador (22) de extinción secundario para realizar al menos una parte de la segunda de las etapas de enfriamiento o viceversa.
4. 4. El método según la reivindicación 3, en donde una disposición (30) de generación de vapor funciona en asociación térmica con la disposición (2100-2800) de craqueo con vapor, en donde al utilizar una o más disposiciones (30) de generación de vapor, se genera al menos vapor a alta presión sobrecalentado a un primer nivel de presión de 30 y 175 bar de presión absoluta y a un primer nivel de temperatura y no se genera vapor a un nivel de temperatura superior al primer nivel de temperatura, en donde el vapor sobrecalentado a alta presión en el primer nivel de presión es, al menos en parte, adiabático y se expande isoentálpicamente hasta un segundo nivel de presión por debajo del primer nivel de presión, de forma que su nivel de temperatura se reduce a un segundo nivel de temperatura, y en donde el primer nivel de temperatura se selecciona de modo que el segundo nivel de temperatura esté entre 5 y 120 K por encima del punto de rocío del vapor en el segundo nivel de presión.
5. 5. El método según la reivindicación 4, en donde se utiliza un intercambiador de calor de flujo múltiple en donde se transfiere calor del flujo de gas del proceso extraído del horno (10) de craqueo eléctrico al agua de alimentación de la caldera y/o a un flujo de vapor utilizado para formar el vapor de alta presión sobrecalentado y/o se utiliza un sobrecalentador de vapor eléctrico en la disposición (30) de generación de vapor.
6. 6. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en donde al menos una parte de los hidrocarburos de alimentación utilizados para formar la mezcla sobrecalentada de hidrocarburos de alimentación y vapor de proceso se precalientan utilizando al menos una parte de la corriente de gas de proceso extraída del horno (10) de craqueo eléctrico en un intercambiador de calor de flujo múltiple.
7. 7. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 5 y 6, en donde como tren (20) de enfriamiento por extinción se usa un tren (20) de enfriamiento por extinción que comprende otro intercambiador (22a) de extinción secundario y/o un intercambiador (21) de extinción terciario, proporcionándose el intercambiador (22a) de extinción secundario adicional y/o el intercambiador (21) de extinción terciario como el intercambiador de calor de flujo múltiple.
8. 8. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, en donde el vapor a alta presión sobrecalentado al primer nivel de presión y al primer nivel de temperatura no incluye el vapor generado a partir del agua de proceso y/o solo incluye el vapor generado a partir del agua de alimentación a la caldera, de modo que el vapor a alta presión sobrecalentado al primer nivel de presión y al primer nivel de temperatura se proporciona como vapor a alta presión sobrecalentado de alta pureza.
9. 9. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la disposición de craqueo con vapor o al menos una de las disposiciones de craqueo con vapor funciona, en diferentes modos de funcionamiento, utilizando diferentes tasas de consumo de energía eléctrica, mientras se mantiene un rendimiento total constante del producto de craqueo.
10. 10. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos una parte de los hidrocarburos de alimentación utilizados para formar la mezcla sobrecalentada de hidrocarburos de alimentación y el vapor de proceso y/o el vapor de proceso y/o el agua de alimentación de la caldera se precalientan utilizando vapor saturado producido en una o más disposiciones (30) de generación de vapor.
11. 11. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos una parte de los hidrocarburos de alimentación utilizados para formar la mezcla sobrecalentada de hidrocarburos de alimentación y el vapor de proceso y/o el vapor de proceso y/o el agua de alimentación de la caldera se precalientan utilizando una corriente de agua condensada saturada o subenfriada.
12. 12. Un sistema (200) para llevar a cabo un método de craqueo con vapor, que comprende una disposición (2100 2800) de craqueo con vapor que incluye un horno (10) de craqueo eléctrico sin una zona (12) de convección y un tren (20) de enfriamiento por extinción, en donde el sistema está diseñado para hacer pasar al menos un flujo de gas de proceso a través del horno (10) de craqueo eléctrico y el tren (20) de enfriamiento por extinción,caracterizado por queel tren (20) de enfriamiento por extinción incluye medios (21,22, 23) para llevar a cabo al menos dos etapas de enfriamiento distintas, en donde una de las etapas de enfriamiento está diseñada para enfriar al menos una parte del flujo de gas de proceso extraído del horno (10) de craqueo eléctrico contra agua de alimentación de caldera que se vaporiza a un nivel de presión absoluta de entre 30 y 175 bares y en donde otra de las etapas de enfriamiento está diseñada para enfriar al menos una parte del flujo de gas de proceso extraído del horno (10) de craqueo eléctrico contra una mezcla sobrecalentada de hidrocarburos de alimentación y vapor de proceso utilizados en la formación del flujo de gas de proceso, que de este modo se calienta a un nivel de temperatura de entre 350 y 750 0C.