MX2011002971A

MX2011002971A - Sistemas y metodos para producir un producto crudo.

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Publication number: MX2011002971A
Application number: MX2011002971A
Authority: MX
Inventors: Shuwu Yang; Darush Farshid; Bruce Reynolds; Alexander E Kuperman; Kaidong Chen; Rahul S Bhaduri; Julie Chabot; Bo Kou; Vivion Andrew Brennan; Erin Maris; Goutam Biswas; Joseph N Nguyen; Axel Brait
Original assignee: Chevron Usa Inc
Priority date: 2008-09-18
Filing date: 2009-09-15
Publication date: 2011-04-11
Also published as: KR20110076940A; WO2010033487A9; CA2737386C; EP2328995A2; EP2328995A4; WO2010033487A8; JP2012503072A; WO2010033487A3; CN102197115B; WO2010033487A2; CA2737386A1; JP5764063B2; EA201170464A1; BRPI0918083A2; KR101592856B1; CN102197115A

Abstract

Se describe un proceso de una pasada flexible para hidroprocesar materia prima de aceite pesado. El proceso emplea una pluralidad de zonas de contacto y al menos una zona de separación para convertir al menos una porción de la materia prima de aceite pesado en hidrocarburos en ebullición inferiores, formando productos enriquecidos. Las zonas de contacto operan bajo condiciones de hidrocraqueo, utilizando un catalizador de lechada que comprende un catalizador de metal activo que tiene un tamaño de partícula promedio de al menos 1 micra en un diluyente de aceite hidrocarbonado, a una concentración mayor de 500 wppm del catalizador de metal activo para la materia prima de aceite pesado. La pluralidad de zonas de contacto y de zonas de separación se configura en una forma permutable que permite que el proceso de una pasada sea flexible operando en varios modos: un modo secuencial; un modo paralelo; una combinación del modo paralelo y secuencial; todos en línea; algunos en línea y algunos en espera; algunos en línea y algunos fuera de línea; un modo paralelo con la corriente efluente de la zona de contacto siendo enviada a por lo menos una zona de separación en serie con la zona de contacto; un modo paralelo con la corriente efluente de la zona de contacto estando combinada con una corriente efluente de la menos otra zona de contacto y enviada a la zona de separación; y sus combinaciones. En una modalidad, el efluente de una zona de contacto se envía al a siguiente zona de contacto en serie para enriquecimiento adicional, con la siguiente zona de contacto que tiene una caída de presión de cuando mucho 7.03 kg/cm2 (100 psi), la caída de presión no se debe a un dispositivo reductor de presión como en la técnica anterior. En una modalidad, se agrega al menos un material aditivo seleccionado de aditivos inhibidores, agentes antiespumantes, estabilizadores, depuradores de metal, removedores de contaminantes de metal, pasivadores de metal, y materiales de sacrificio, en una cantidad de menos de 1% en peso de la materia prima de aceite pesado, a por lo menos una de las zonas de contacto.

Description

SISTEMAS Y METODOS PARA PRODUCIR UN PRODUCTO CRUDO Campo de la Invención La invención se refiere a sistemas y métodos para tratar o enriquecer fuentes de aceites pesados, y productos crudos producidos utilizando tales sistemas y métodos.

Antecedentes de la Invención La industria petrolera se está cambiando en aumento a fuentes de aceites pesados tales como crudos pesados, residuos, carbón, arenas de alquitrán, etc., como fuentes de materias primas. Estas materias primas se caracterizan por altas concentraciones de residuos ricos en asfáltenos, y bajas gravedades API, con algunas siendo tan bajas como 0o API .

Las Patentes de E. U. A. Nos. 7390398, 7431822, 7431823 y 7431831 describen procesos, sistemas y catalizadores para procesar fuentes de aceites pesados. En varias modalidades de la técnica anterior, el catalizador de lechada consumido y las fuentes de aceites no convertidos se reciclan de nuevo para el proceso y se combinan con fuentes de aceites pesados frescos, de esta forma maximizando la conversión del aceite pesado.

Aún existe la necesidad de sistemas y métodos mejorados para enriquecer/ tratar los procesos de las fuentes de aceites pesados, pa ticularmente sistemas mejorados para la mejor utilización de la Ref.218811 materia prima con menos uso de catalizadores.

Breve Descripción de la Invención En una modalidad, la invención se refiere a un proceso para hidroprocesar una materia prima de aceite pesado, el proceso utiliza una pluralidad de zonas de contacto y por lo menos una zona de separación, el proceso comprende: proporcionar una fuente de gas que contiene hidrógeno; proporcionar un catalizador de lechada que comprende un catalizador activo en un diluyente de aceite hidrocarbonado; combinar por lo menos una porción de la fuente de gas que contiene hidrógeno, por lo menos una porción de la materia prima de aceite pesado y por lo menos una porción del catalizador de lechada en una primera zona de contacto bajo condiciones de hidrocraqueo a una temperatura suficiente y a una presión suficiente para convertir por lo menos una porción de la materia prima de aceite pesado a hidrocarburos en ebullición inferiores, formando productos enriquecidos; enviar una primera corriente efluente desde la primera zona de contacto que comprende una mezcla de productos enriquecidos, catalizador de lechada, el gas que contiene el hidrógeno, y la materia prima de aceite pesado convertida como una alimentación a una primera zona de separación, en donde los productos enriquecidos volátiles se remueven con el gas que contiene el hidrógeno como una primera corriente elevada, y el catalizador de lechada, los productos líquidos hidrocraqueados más pesados y la materia prima de aceite pesado sin convertir se remueven con una primera corriente no volátil; en donde la pluralidad en zonas de contacto y la zonas de separación se configuran en una forma permutable para que la pluralidad de las zonas de contacto y zonas de separación operen en la misma en: un modo secuencial; un modo paralelo, una combinación del modo paralelo y secuencial; todos en línea; algunos en línea y algunos en espera; algunos en línea y algunos fuera de línea; un modo paralelo con la corriente efluente desde la zona de contacto que se envía a por lo menos a una zona de separación en serie con la zona de contacto; un modo paralelo con la corriente efluente de la zona de contacto estando combinada con una corriente efluente de por lo menos otra zona de contacto y enviarla a la zona de separación; y combinaciones de éstos. En otro aspecto, la invención se refiere a un proceso para hidroprocesar una materia prima de aceite pesado, el proceso utiliza una pluralidad de zonas de contacto y por lo menos una zona de separación, que incluye una primera zona de contacto y una zona de contacto diferente de la primera zona de contacto, el proceso comprende: proporcionar una fuente de gas que contiene hidrógeno, proporcionar materia prima de aceite pesado; proporcionar una fuente de catalizador de lechada que comprende un catalizador de metal activo que tiene un tamaño de partícula promedio de por lo ' menos 1 miera en un diluyente de aceite hidrocarbonado, a una concentración de más de 500 wppm de un catalizador de metal activo para la materia prima de aceite pesado; combinar por lo menos una porción de la fuente de gas que contiene hidrógeno, por lo menos una porción de la materia prima de aceite pesado, y por lo menos una porción de la fuente del catalizador de lechada en una primera zona de contacto bajo condiciones de hidrocraqueo para convertir por lo menos una porción de la primera materia prima de aceite pesado en hidrocarburos de ebullición inferior, formar productos enriquecidos; enviar una primera corriente efluente desde la primera zona de contacto que comprende los productos enriquecidos, el catalizador de lechada, el gas que contiene el hidrógeno, y la materia prima de aceite pesado sin convertir a una primera zona de separación, en donde los productos enriquecidos volátiles se remueven con el gas que contiene el hidrógeno con una primera corriente elevada, y el catalizador de lechada, los productos líquidos hidrocraqueados más pesados y la materia prima de aceite pesado sin convertir se separan y se remueven como una primera corriente no volátil, en donde la primera corriente no volátil contiene menos de 30% de sólidos; recolectar la primera corriente elevada para además procesarla en una unidad de purificación de producto; y recolectar las primeras corrientes no volátiles para además procesarlas incluyendo la separación y recuperación del catalizador de lechada, en donde el catalizador de lechada se separa de la materia prima de aceite pesado sin convertir y los productos líquidos hidrocraqueados más pesados y se recuperan.

En una tercera modalidad, la invención se refiere a un proceso para hidroprocesar una materia prima de aceite pesado, el proceso utiliza una pluralidad de zonas de contacto y por lo menos una zona de separación, que incluye una primera zona de contacto y una zona de contacto diferente de la primera zona de contacto, el proceso comprende: proporcionar una fuente de gas que contiene hidrógeno; proporcionar una materia prima de aceite pesado; proporcionar por lo menos un material aditivo seleccionado de los aditivos inhibidores, agentes anti-espumantes , estabilizantes, depuradores de metal, removedores de contaminantes metálicos, pasivadores metálicos, y materiales de sacrificio, en una cantidad de menos de 1% en peso de la materia prima de aceite pesado; proporcionar una fuente de catalizador de lechada que comprende un catalizador de metal activo que tiene un tamaño de partícula promedio de al menos 1 miera en un diluyente de aceite hidrocarbonado ; combinar por lo menos una porción de la fuente de gas que contiene hidrógeno, por lo menos una porción de la materia prima de aceite pesado, por lo menos una porción del material aditivo, y por lo menos una porción de la fuente del catalizador de lechada en una primera zona de contacto bajo condiciones de hidrocraqueo para convertir por lo menos una porción de la primera materia prima de aceite pesado a hidrocarburos en ebullición inferiores, formando productos enriquecidos; enviar una primera corriente efluente desde la primera zona de contacto a una primera zona de separación, en donde los productos enriquecidos volátiles se eliminan con el gas que contiene el hidrógeno con una primera corriente elevada, y el catalizador de lechada, los productos líquidos hidrocraqueados más pesados y la materia prima de aceite pesado sin convertir se separa y se remueve como una primera corriente no volátil, en donde la primera corriente no volátil contiene menos de 30% de sólidos; recolectar la primera corriente elevada para además procesarla en una unidad de purificación de producto; y recolectar la primera corriente no volátil para además procesarla en una unidad de recuperación de catalizador.

En aún otro aspecto, la invención se refiere a un proceso para un proceso para hidroprocesar una materia prima de aceite pesado, el proceso utiliza una pluralidad de zonas de contacto y por lo menos una zona de separación, el proceso com rende: proporcionar una fuente de gas que contiene hidrógeno, proporcionar una materia prima de aceite pesado; proporcionar una fuente de catalizador de lechada que comprende un catalizador de metal activo que tiene un tamaño de partícula promedio de por lo menos 1 miera en un diluyente de aceite hidrocarbonado; combinar por lo menos una porción de la fuente de gas que contiene hidrógeno, por lo menos una porción de la materia prima de aceite pesado y por lo menos una porción de la fuente del catalizador de lechada en una primera zona de contacto bajo condiciones de hidrocraqueo, operando a una primera presión, para convertir por lo menos una porción de la primera materia prima de aceite pesado a hidrocarburos en ebullición inferiores, formando productos enriquecidos; enviar una primera corriente efluente desde de la primera zona de contacto una primera zona de separación que tiene una presión de entrada de cuando mucho 7.03 kg/cm2 (100 psi) menor que la primera presión, en donde los productos enriquecidos volátiles se eliminan con el gas que contiene el hidrógeno como una primera corriente elevada, y el catalizador de lechada, los productos líquidos hidrocraqueados más pesados, y la materia primara de aceite pesado sin convertir se eliminan como una primera corriente no volátil, en donde la primera corriente no volátil contiene menos de 30% de sólidos; recolectar la primera corriente elevada para además, procesarla en una unidad de purificación de producto; y recolectar la primera corriente no volátil para además procesarla en una unidad de recuperación de catalizador.

Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 es un diagrama de flujo que esquemáticamente ilustra una modalidad de un sistema de enriquecimiento de una pasada con dos zonas de contacto que corren en modo secuencial (serie) .

La Figura 2 es un diagrama de flujo de una segunda modalidad de un proceso de enriquecimiento con tres zonas de contacto que corren en modo secuencial, cada una de las zonas de contacto tiene una zona de separación en serie con una derivación opcional.

La Figura 3 es un diagrama de flujo de otra modalidad de un proceso de enriquecimiento de una pasada con tres zonas de contacto que corren en tándem (paralelo) , con cada una de las zonas de contacto teniendo una zona de separación en serie con una derivación opcional.

La Figura 4 es un diagrama de flujo de una modalidad de un proceso de enriquecimiento de una pasada flexible con una pluralidad de zonas de contacto y zonas de separación y con algunas de las zonas de contacto corriendo en modo secuencial, con el tercer reactor en espera, o corriente en tándem con corrientes de alimentación separadas .

La Figura 5 es un diagrama de flujo de otra modalidad del proceso de enriquecimiento de una pasada flexible con las unidades corriendo en tándem (paralelo) con la inyección de vapor, VGO y fuentes de aditivo para algunas de las zonas de contacto.

La Figura 6 es un diagrama de flujo de otra modalidad del proceso de enriquecimiento de una pasada flexible con tres zonas de contacto que corren en tándem (paralelo) y que comparten una zona de separación.

La Figura 7 es un diagrama de flujo de otra modalidad de un proceso de enriquecimiento de una pasada con dos zonas de contacto que corren en modo secuencial, cuya operación secuencial está en tándem con un solo contacto en una operación de enriquecimiento con su propia fuente de aceite pesado, fuente de VGO opcional y fuente de catalizador.

Descripción Detallada de la Invención La presente invención se refiere a un sistema mejorado para tratar o enriquecer fuentes de aceite pesado, particularmente materia prima de aceite pesado que tiene altos niveles de metales pesados .

Se utilizarán los siguientes términos en toda la especificación y tendrán los siguientes significados a menos que se indique lo contrario.

Como se utiliza en la presente, fuente o materias primas de "aceite pesado" se refiere a crudos pesados y ultra-pesados que incluyen pero no se limitan a, residuos, carbones, alquitrán, aceite esquisto, arenas de alquitrán, etc. Las materias primas de aceite pesado pueden ser líquidas, semi-sólidas y/o sólidas. Los ejemplos de materia prima de aceite pesado que podrían enriquecerse como se describe en la presente incluyen, pero no se limitan a, Arena de Alquitrán de Canadá, residuos al vacío de Santos de Brasil y las cuencas de Campo, el Golfo de Suez en Egipto, Chad, Sulia Venezolana, Malasia y Sumatra Indonesia. Otros ejemplos de materia prima de aceite pesado incluyen el fondo del barril y los residuos que quedan después de los procesos de refinería, que incluyen "el fondo del barril" y "residuo" (o "residuo"), el fondo de la torre atmosférica, que tiene un punto de ebullición de al menos 343°C (650°F), o el fondo de la torre del vacío, que tiene un punto de ebullición de al menos 524°C (975°F), o "brea de residuo" y "residuo al vacío", que tienen un punto de ebullición de 524 °C (975 °F) o mayor .

Las propiedades de la materia prima de aceite pesado pueden incluir, pero no se limitan a: TAN de por lo menos 0.1 m a al menos 0.3, o al menos 1; viscosidad de al menos 10 cSt; gravedad API de cuando mucho 15 en una modalidad, y cuando mucho 10 en otra modalidad. Un gramo de material prima de aceite pesado típicamente contiene al menos 0.0001 gramos de Ni/V/Fe; al menos 0.005 gramos de heteroátomos ; al menos 0.01 gramos de residuo; por lo menos 0.04 gramos de asfáltenos C5 ; al menos 0.02 gramos de MCR; por gramo de crudo; por lo menos 0.00001 gramos de sales de metal alcalino de uno o más ácidos orgánicos; y por lo menos 0.005 gramos de azufre. En una modalidad, la materia prima de aceite pesado tiene un contenido de azufre de al menos 5% en peso y una gravedad API de -5 a +5.

En una modalidad, la materia prima de aceite pesado comprende brea Athabasea (Canadá) que tiene por lo menos 50% en volumen de residuos al vacío. En otra modalidad, la materia prima es una fuente Boscan (Venezuela) con por lo menos 64% en volumen de residuo al vacío. En una modalidad, la materia prima de aceite pesado contiene por lo menos 100 ppm V (por gramo de materia prima de aceite pesado) . En otra modalidad, el nivel de V está en intervalo de entre 500 y 1000 ppm. En una tercera modalidad, por lo menos 2000 ppm.

Los términos "tratamiento" , "tratado" , "enriquecido" , "enriquecimiento" y "enriquecido" , cuando se utilizan junto con una materia de aceite pesado, describen una materia prima de aceite pesado que se está o ha sido sometida a hidroprocesamiento, o un material resultante o producto crudo, que tiene una reducción en el peso molecular de la materia prima de aceite pesado, una reducción en el intervalo del punto de ebullición de la materia prima de aceite pesado, una reducción en la concentración de los asfáltenos, una reducción en la concentración de los radicales libres de hidrocarburo, y/o una reducción en la cantidad de impurezas, tales como azufre, nitrógeno, oxígeno, haluros y metales.

El enriquecimiento o tratamiento de fuentes de aceite pesado generalmente se refiere en la presente como "hidroprocesamiento" . El hidroprocesamiento significa cualquier proceso que se lleva a cabo en la presencia de hidrógeno, que incluyen, pero no se limitan a, hidroconversión, hidrocraqueo, hidrogenación, hidrotratamiento, hidrodesulfurización, hidrodesnitrogenización, hidrodemetalización, hidrodearomatización, hidroisomerización, hidrodesencerado, e hidrocraqueo incluyendo hidrocraqueo selectivo. Los productos del hidroprocesamiento pueden mostrar viscosidades mejoradas, índices de viscosidad, contenidos saturados, bajas propiedades de temperatura, volatilidades y despolarización, etc.

Como se utiliza en la presente, hidrógeno se refiere a hidrógeno, y/o un compuesto o compuestos que cuando están en la presencia de una fuente de aceite pesado y un catalizador reaccionan para proporcionar hidrógeno.

SCF/BBL (o sef/bbl) se refiere a una unidad de un pie cúbico estándar de gas (N2, H2, etc.) por barril de fuente de hidrocarburo.

Nm3/m3 se refiere a metros cúbicos normales de gas por metro cúbico de fuente de aceite pesado.

VGO o aceite de gas al vacío, se refiere a hidrocarburos con una distribución en el intervalo de ebullición entre 343°C (650°F) y 538°C (1000°F) a 0.101 MPa . "wppm" significa partes en peso por millón.

Como se utiliza en la presente, el término "precursor de catalizador" se refiere a un compuesto que contiene uno o más metales catalíticamente activos, de cuyo compuesto un catalizador eventualmente se forma. Se debe observar que un precursor de catalizar puede ser catalíticamente activo como un catalizador de hidroprocesamiento . Como se utiliza en la presente, "precursor de catalizador" puede referirse en la presente como "catalizador" cuando se utiliza en el contexto de una fuente de catalizador.

Como se utiliza en la presente, el término "catalizador fresco" se refiere a un catalizador o a un precursor de catalizador que no ha sido utilizado en un reactor en una operación de hidroprocesamiento.. El término catalizador fresco en la presente también incluye catalizadores "re-generados" o "rehabilitados" por ejemplo un catalizador que ha sido utilizado en por lo menos un reactor en una operación de hidroprocesamiento ("catalizador utilizado") pero su actividad catalítica ha sido restaurada o por lo menos incrementada a un nivel bien por arriba del nivel de actividad catalítica usada. El término "catalizador fresco" puede utilizarse de manera intercambiable con "catalizador de lechada fresco" .

Como se utiliza en la presente, el término "catalizador de lechada" (o algunas veces referido como "lechada" o "catalizador dispersado") se refiere a un medio líquido, por ejemplo, aceite, agua o mezcla de éstos, en donde el catalizador y/o las partículas precursoras del catalizador (agregados, partículas o cristalitos) se dispersan en el mismo. El término catalizador de lechada se refiere a un catalizador fresco, o un catalizador que ha sido utilizado en el enriquecimiento de aceite pesado y con una actividad disminuida.

En una modalidad, la corriente de la fuente del catalizador de lechada contiene un catalizador fresco. En otra modalidad, la fuente del catalizador de lechada contiene una composición precursora en el catalizador bien disperso capaz de formar un catalizador activo in situ dentro de los calentadores de alimentación y/o la zona de contacto. Las partículas del catalizador pueden introducirse en el medio (diluyente) como polvo en una modalidad, un precursor en otra modalidad, o después de un paso de pre-tratamientp en una tercera modalidad. En una modalidad el medio (o diluyente) es un diluente de aceite hidrocarbonado . En otra modalidad, el medio líquido es la materia prima de aceite pesado misma. En aún otra modalidad, el medio líquido es un aceite hidrocarbonado diferente de la materia prima de aceite pesado, por ejemplo, un medio o diluyente VGO.

Como se utiliza en la presente, la "fuente del catalizador" incluye cualquier catalizador adecuado para enriquecer abastecimientos de fuentes de aceite pesado, por ejemplo, uno o más catalizadores de volumen y/o uno o más catalizadores en un soporte. En una modalidad, la fuente del catalizador está en la forma de un catalizador de lechada.

Como se utiliza en la presente, el término "catalizador de volumen" puede utilizarse de manera intercambiable con "catalizador sin soporte", lo que significa que la composición del catalizador no es del catalizador convencional del cual, por ejemplo, ha sido preformada, el soporte del catalizador moldeado que después se carga con metales a través de impregnación o catalizador de deposición. En una modalidad, el catalizador de volumen se forma a través de precipitación. En otra modalidad, el catalizador de volumen tiene un aglutinante incorporado en la composición catalizadora . En aún otra modalidad, el catalizador de volumen se forma de compuestos metálicos y sin ningún aglutinante. En una cuarta modalidad, el catalizador de volumen es un catalizador de tipo dispersión para utilizarse como partículas de catalizador dispersas en mezcla de líquido (por ejemplo aceite hidrocarbonado) . En una modalidad, el catalizador comprende uno o más catalizadores comercialmente conocidos, por ejemplo, MIcrocat™ de ExxonMovil Corp.

Como se utiliza en la presente, el término "zona de contacto" se refiere a un equipo en el cual las fuentes de aceite pesado se tratan o se enriquecen a través del contacto con una fuente de catalizador de lechada en la presencia de hidrógeno. En una zona de contacto, por lo menos una propiedad de la fuente de crudo puede cambiarse o enriquecerse. La zona de contacto puede ser un reactor, una porción de un reactor, múltiples porciones de un reactor o sus combinaciones. El término "zona de contacto" puede utilizarse de manera intercambiable con "zona de reacción" .

En una modalidad, el proceso de enriquecimiento comprende una pluralidad de reactores, utilizados como zonas de contacto, con los reactores que son iguales o diferentes en configuración. Los ejemplos de reactores que pueden utilizarse en la presente incluyen reactores de lecho apilado, reactores de lecho fijo, reactores de lecho de reciclaje/expansión, reactores de tanque agitado continuo, reactores de lecho fluidizado, reactores de aspersión, contactos de líquido/líquido, reactores de lechada, reactores de recirculación de líquido y sus combinaciones. En una modalidad, el reactor es un reactor de flujo hacia arriba. En otra modalidad, un reactor de flujo hacia abajo.

En una modalidad, la zona de contacto se refiere a por lo menos un reactor de hidrocraqueo de lecho de lechada en serie con por lo menos un reactor de hidrotratamiento de lecho fijo. En otra modalidad, por lo menos una de las zonas de contacto además comprende un hidrotratante en línea, capaz de remover sobre el 70% del azufre, sobre el 90% de nitrógeno, y sobre el 90% de los heteroátomos en el producto crudo que se está procesando.

Como se utiliza en la presente, el término "zona de separación" se refiere a un equipo en el cual la fuente de aceite pesado enriquecida de la zona de contacto ya sea se alimenta directamente en, o se somete a uno o más procesos intermedios y después se alimenta directamente en la zona de separación, por ejemplo, un tambor de emisión de alta temperatura de alta presión o un separador de emisión, en donde los gases y los líquidos volátiles se separan de la fracción no volátil. En una modalidad, la corriente de la fracción no volátil comprende una fuente de aceite pesado sin convertir, una pequeña cantidad de productos líquidos hidrocraqueados más pesados (productos enriquecidos sintéticos o menos volátiles/no volátiles) , el catalizador de lechada y cualquier sólido insuflado (asfáltenos, coque, etc.) . En una modalidad, la zona de separación proporciona una caída de presión de una zona de contacto a la siguiente en la serie. La caída de presión se induce por la zona de separación que permite que el gas y los líquidos volátiles se separen de la fracción no volátil.

En una modalidad, ambas, la zona de contacto y la zona de separación se combinan en un equipo, por ejemplo, un reactor que tiene un separador interno, o un reactor-separador multi-etapa. En este tipo de configuración de reactor-separador, el producto de vapor sale de la parte superior del equipo, y las fracciones no volátiles salen del costado o el fondo del equipo con el catalizador de lechada y la fracción sólida insuflada, si existe alguna.

En una modalidad, el sistema de enriquecimiento comprende un solo reactor seguido por un separador. En otra modalidad, el sistema comprende por lo menos dos reactores del flujo hacia arriba en serie con por lo menos un separador, con al menos un separador estando colocado justo después del último reactor en la serie. En aún otra modalidad, una pluralidad de reactores en serie operan como un solo tren. En una cuarta modalidad, un tren paralelo con una pluralidad de reactores. En una quinta modalidad, una pluralidad de reactores configurados en combinación de operaciones paralelas y en serie. Existen otras modalidades en donde el sistema de enriquecimiento se configura para operación flexible, yendo de un modo operativo a otro, por ejemplo, corriendo en paralelo (en tándem) a corriendo en serie (secuencial) con diferentes combinaciones de reactores/separadores de emisión.

En una modalidad, el sistema de enriquecimiento puede comprender una combinación de reactores y separadores en serie con reactores-separadores multi-etapa, con una unidad eliminadora de asfalto solvente (SDA) que está colocada como un sistema de tratamiento inter-etapa entre cualquiera de los reactores en serie, o antes del primer reactor en la serie.

El sistema de enriquecimiento se caracteriza como un modo de una pasada, que difiere del sistema de enriquecimiento de la técnica anterior en que el catalizador de lechada y la materia prima del aceite pesado fluyen a través de la zona(s) de contacto una vez, en lugar de reciclarse o recircularse alrededor del sistema como en la técnica anterior. En el sistema de enriquecimiento de una pasada, virtualmente ningún material sin convertir y la mezcla del catalizador de lechada se recicla de nuevo a la primera (o previa) zona de contacto o reactor en la serie. Los materiales no volátiles de la última zona de separación en el sistema de enriquecimiento, comprenden materiales sin convertir, productos líquidos hidrocraqueados más pesados (productos sintéticos no volátiles/productos enriquecidos menos volátiles) , el catalizador de lechada, pequeñas cantidades de coque, asfáltenos, etc., en una modalidad se envía fuera del sitio para procesamiento adicional/regeneración del catalizador o a una unidad de eliminación del aceite para separar el catalizador consumido de los hidrocarburos, y posteriormente a la unidad de recuperación de metal para recuperar los metales preciosos del catalizador consumido.

La unidad para la eliminación del aceite y/o la unidad de recuperación de metal pueden estar en el mismo lugar que el sistema de enriquecimiento de una pasada, o pueden estar en diferentes lugares del sistema de enriquecimiento de una pasada, por ejemplo, la eliminación del aceite se maneja a través de una parte diferente en una ubicación o país diferente, y/o la recuperación del metal se hace fuera del sitio a través de un contacto en una ubicación o país diferente.

Condiciones del Proceso: En una modalidad el sistema de enriquecimiento se mantiene bajo condiciones de hidrocraqueo , por ejemplo, a una temperatura mínima para efectuar el hidrocraqueo de una materia prima de aceite pesado. En una modalidad el sistema opera a una temperatura en el intervalo de 400°C (752°F) a 600°C (1112°F), y a una presión en el intervalo de 10 MPa (1450 psi) a 25 MPa (3625 psi) . En una modalidad, la condición del proceso se controla para ser más o menos uniforme a través de las zonas de contacto. En otra modalidad, la condición varía entre las zonas de contacto para los productos enriquecidos con propiedades específicas.

En una modalidad, la temperatura del proceso en la zona de contacto está en el intervalo de aproximadamente 400°C (752°F) a aproximadamente 600°C (1112°F), menos de 500°C (932°F) en otra modalidad, y más de 425°C (797°F) en otra modalidad. En una modalidad, el sistema opera con una diferencia de temperatura entre la entrada y la salida de una zona de contacto en el intervalo de menos 15 a 10°C (5 a 50°F) .

La temperatura de la zona de separación se mantiene dentro de aproximadamente ± 50°C (+ 90°F) de la temperatura de la zona de contacto en una modalidad, dentro de aproximadamente ± 38.9°C (+ 70°F) en una segunda modalidad, dentro de aproximadamente ± 8.3°C (+ 15 °F) en una tercera modalidad y dentro de aproximadamente + 2.8°C (± 5°F) en una cuarta modalidad. En una modalidad, la diferencia de temperatura entre la última zona de separación y la zona de contacto inmediatamente precedente está dentro de aproximadamente ± 28°C (± 50°F).

La presión del proceso en las zonas de contacto están en el intervalo de aproximadamente 10 MPa (1,450 psi) a aproximadamente 25 MPa (3,625 psi), en una modalidad, de aproximadamente 15 MPa (2,175 psi) a aproximadamente 20 MPa (2,900 psi) en una segunda modalidad, menos de 22 MPa (3,190 psi) en una tercera modalidad, y más de 14 MPa (2,030 psi) en una cuarta modalidad.

El sistema de enriquecimiento de una pasada se caracteriza por un grado de rendimiento mucho más alto cuando se compara con un sistema de enriquecimiento de la técnica anterior (con el reciclamiento de las fuentes de aceite pesado sin convertir) . La velocidad del espacio por hora de líquido (LHSV) de la fuente de aceite pesado en cada una de las zonas de contacto generalmente está en el intervalo de 0.075 h"1 a aproximadamente 2 h"1 en una modalidad; de aproximadamente 0.1 h"1 a aproximadamente 1.5 h"1 en una segunda modalidad, de aproximadamente 0.15 h"1 a aproximadamente 1.75 h"1 en una tercera modalidad, de aproximadamente 0.2 h"1 a aproximadamente 1 h"1 en una cuarta modalidad, y de aproximadamente 0.2 h"1 a aproximadamente 0.5 h"1 en una quinta modalidad. En una modalidad, la LHSV es de al menos 0.1 h"1. En otra modalidad, la LHSV es de al menos 0.3 h"1.

En una modalidad, la zona de contacto comprende un solo reactor o una pluralidad de reactores en serie, proporcionando un tiempo de residencia total en el intervalo de 0.1 a 15 horas. En una segunda modalidad, el tiempo de residencia está en el intervalo de 0.5 a 5 hrs . En una tercera modalidad, el tiempo de residencia total en la zona de contacto está en intervalo de 0.2 a 2 horas.

Minimización de la Caída de Presión: En la técnica anterior, se describe que con una caída de presión en un sistema de enriquecimiento de aceite pesado, es decir, una caída de presión sobre la entrada de la zona de separación de hasta 70.3 kg/cm2 (1000 psi) y preferiblemente en el intervalo de 21.9 a 49.21 kg/cm2 (300 a 700 psi), los materiales en ebullición más ligeros pueden más fácilmente separarse/eliminarse del sistema de enriquecimiento a través de la zona de separación. Una más alta caída de presión puede inducirse con la introducción de dispositivos reductores de presión. Sin embargo, un sistema de enriquecimiento con una caída de presión más alta se encuentra que es operacionalmente inestable particularmente con una obturación frecuente debido al depósito en el equipo y/o problemas operativos de la válvula comunes que incluyen la falla al abrir la presión establecida debido a la obturación de la entrada o la salida de válvula, corrosión o erosión de las válvulas.

En una modalidad, el sistema de enriquecimiento de una pasada se configura para la operación óptima, por ejemplo, la eficiencia con mucho menos tiempo de reposo debido a la obturación del equipo comparada con la técnica anterior con menos de una caída de presión de 7.03 kg/cm2 (100 psi) . La eficiencia óptima se obtiene en una modalidad con una caída de presión mínima en el sistema, en donde la presión de la zona de separación se mantiene dentro de ± 0.703 a ± 70.03 kg/cm2 (± 10 a ± 100 psi) de la zona de contacto precedente en una modalidad, dentro de +1.406 a 5.272 kg/cm2 (+ 20 a + 75 psi) en una segunda modalidad, y , dentro de + 3.515 a + 7.03 kg/cnr (± 50 a ± 100 psi) en una tercera modalidad. Como se utiliza en la presente, la caída de presión se refiere a la diferencia entre la presión de salida de la zona de contacto precedente X y la presión de entrada de la separación Y, con (X-Y) siendo menos de 7.03 kg/cm (100 psi) .

La eficiencia óptima también pueden obtenerse con una presión mínima de una zona de contacto a la siguiente zona de contacto para un sistema que opera secuencialmente , con la caída de presión siendo mantenida como 7.04 kg/cm2 (100 psi) o menor en una modalidad, y 5.27 kg/cm (75 psi) o menor en una segunda modalidad, y menos de 3.515 kg/cm2 (50 psi) en una tercera modalidad. La caída de presión en la presente se refiere a la diferencia entre la presión de salida de una zona de contacto y la presión de entrada de la siguiente de contacto.

En una modalidad, la zona de contacto está en comunicación de fluido directa con la siguiente zona de separación o la zona de contacto para una caída de presión mínima. Como se utiliza en la presente, comunicación de fluido directo significa que existe un flujo libre desde la zona contacto y la siguiente zona de separación (o la siguiente zona de contacto) en serie, sin restricción de flujo. En una modalidad, la comunicación de fluido directa se obtiene sin restricción de fluido debido a la presencia de válvulas con orificios (o un dispositivo similar), o cambios en el diámetro de la tubería.

En una modalidad, la caída de presión mínima de la zona de contacto a la siguiente zona de separación o la zona de contacto) después de la entrada en la zona de separación o la zona de contacto) , se debe a los componentes de la tubería, por ejemplo, codos, flexiones, tes en la línea, etc., y no debido al uso de un dispositivo reductor de la presión tales como válvulas, válvulas de control, etc., para inducir la caída de presión como en la técnica anterior. En la técnica anterior, se enseña que la zona de separación funciona como un separador diferencial de presión inter-etapa .

En una modalidad, la caída de presión mínima se induce a través de la pérdida de la fricción, arrastre de pared, aumento de volumen y cambios en la altura según el efluente fluye desde la zona de contacto al siguiente equipo en la serie. Si las válvulas se utilizan en un sistema de un sola pasada, las válvulas se seleccionan/configuran de tal forma que la caída de presión de un equipo, por ejemplo, la zona de contacto, a la siguiente parte del equipo se mantiene como siendo de 7.03 kg/cm2 (100 psi) o menor.

Fuente de Hidrógeno : En una modalidad, se proporciona una fuente de hidrógeno al proceso. El hidrógeno también puede adicionarse a la fuente de aceite pesado antes de entrar al pre-calentador o después del pre-calentador . En una modalidad, la fuente hidrógeno entra en la zona de contacto concurrentemente con la fuente de aceite pesado en el mismo conducto. En otra modalidad, la fuente de hidrógeno puede agregarse a la zona de contacto en una dirección que está contra el flujo de la fuente. En una tercera modalidad, el hidrógeno entra en la zona de contacto a través de conducto de gas separado del aceite pesado combinado y la corriente de la fuente del catalizador de lechada. En una cuarta modalidad, la fuente de hidrógeno se introduce directamente al catalizador combinado y la materia prima del aceite pesado que se está introduciendo en la zona de contacto. En aún otra modalidad, el gas hidrógeno y. el aceite pesado combinado y la fuente del catalizador se introducen en la parte inferior del reactor como corriente separada. En aún otra modalidad, el gas hidrógeno puede alimentarse en varias secciones /lugares en la zona de contacto.

En una modalidad, la fuente de hidrógeno es provista al proceso a una velocidad (con base en la relación de la fuente de hidrógeno gaseoso a la fuente de aceite pesado) de 0.1 Nra3/m3 a aproximadamente 100,000 Nm3/m3 (0.563 a 563,380 SCF/bbl) , de aproximadamente 0.5 Nm3/m3 a aproximadamente 10,000 Nm3/m3 (2.82 a 56,338 SCF/bbl), de aproximadamente 1 Nm3/m3 a aproximadamente 8,000 Nm3/m3 (5.63 a 45,070 SCF/bbl), de aproximadamente 2 Nm3/m3 a aproximadamente 5,000 Nm3/m3 (11.27 a 28,169 SCF/bbl), de aproximadamente 5 Nm3/m3 a aproximadamente 3,000 Nm3/m3 (28.2 a 16,901 SCF/bbl), o de aproximadamente 10 Nm3/m3 a aproximadamente 800 Nm3/m3 (56.3 a 4,507 SCF/bbl).

En una modalidad, algo del hidrógeno (25 - 75%) se suministra a la primera zona de contacto, y el resto de agrega como hidrógeno complementario a otras zonas de contacto en el sistema.

La fuente de hidrógeno, en algunas modalidades, se combina con un gas(s) portador y se recircula a través de la zona del contacto. El gas portador puede ser, por ejemplo, nitrógeno, helio y/o argón. El gas portador puede facilitar el flujo de la fuente de aceite pesado y/o el flujo de la fuente de hidrógeno en la zona(s) de contacto. El gas portador también puede mejorar la mezcla en la zona(s) de contacto. En algunas modalidades, la fuente de gas (por ejemplo, hidrógeno, metano o etano) puede utilizarse como un gas portador y recircularse a través de la zona de contacto.

Fuente de Catalizador: En una modalidad de un sistema de enriquecimiento que corre en un modo secuencial, toda la fuente del catalizador de lechada es provista en la primera zona de contacto. En otras modalidades del modo secuencial, por lo menos una porción de la fuente del catalizador se "divide" o se desvía a por lo menos otras zonas de contacto en el sistema (diferentes de la primera zona de contacto) . En otra modalidad con las zonas de contacto que corren en tándem (paralelo) todas las zonas de contacto en operación reciben una fuente de catalizador de lechada (junto con una fuente de aceite pesado) .

En una modalidad, "por lo menos una porción" significa por lo menos 10% de la fuente del catalizador. En otra modalidad, por lo menos 20%. En una tercera modalidad, por lo menos 40%. En una cuarta modalidad, por lo menos 50% de la fuente del catalizador se desvía a por lo menos otra zona de contacto diferente de la primera.

En una modalidad de una operación secuencial, menos del 60% de la fuente del catalizador se alimenta a la primera zona de contacto en el sistema, con 40% o más del catalizador fresco que se desvía a otra zona(s) de contacto en el sistema. En otra modalidad, la fuente del catalizador se divide igualmente entre las zonas de contacto en el sistema. En una modalidad, por lo menos una porción de fuente del catalizador fresco se envía a por lo menos una de las zonas de contacto intermedias y/o la última zona de contacto en el sistema.

En una modalidad, el proceso se configura para un esquema de fuente de catalizador flexible tal como la fuente del catalizador puede algunas veces alimentarse a velocidad completa (100% de la velocidad del catalizador requerido) al primer reactor en el sistema durante un cierto periodo de tiempo, después se divide igualmente o de acuerdo con proporciones pre-determinadas a todos los reactores en el sistema durante una cantidad de tiempo para todos los reactores en el sistema durante una cantidad de tiempo predeterminada, o la división de acuerdo con proporciones predeterminadas para la fuente del catalizador a ser alimentada en los diferentes reactores o diferentes concentraciones.

La fuente del catalizador de lechada utilizada en la presente puede comprender uno o más diferentes catalizadores de lechada como una sola corriente de fuente de catalizador individual o corrientes de fuentes separadas. En una modalidad, se suministra una sola corriente de fuente de catalizador fresca a las zonas de contacto. En otra modalidad, la fuente del catalizador fresco comprende múltiples y diferentes tipos de catalizadores, con un cierto de catalizador yendo a una o más zonas de contacto (por ejemplo, la primera zona de contacto en el sistema) como una corriente separada, y un catalizador de lechada diferente yendo a la zona(s) de contacto diferente de la primera zona de contacto en el sistema como una corriente de catalizador diferente .

En una modalidad, el envío de diferentes catalizadores al extremo frontal y al extremo trasero de las zonas de contacto puede ser útil en la mitigación del aspecto de atrapamiento de vanadio y sostener el funcionamiento de enriquecimiento global. En una modalidad, un catalizador de lechada de sulfuro de Ni solamente o de NiMo rico en Ni se envía al reactor del extremo frontal para ayudar a reducir el atrapamiento de vanadio en el sistema, con un catalizador diferente, por ejemplo, sulfuro de Mo o un catalizador de sulfuro de NiMo rico en Mo, puede inyectarse en el reactor (s) del extremo trasero para mantener un alto grado de conversión global, mejorar la calidad de producto y posiblemente reducir el rendimiento de gas en una modalidad. Como se utiliza en la presente, un catalizador de lechada rico en Ni significa que la proporción de Ni/Mo es mayor de 0.15 (en % en peso) . Inversamente, un catalizador de lechada rico en Mo significa que la proporción de Ni/Mo es menor de 0.5 (en % en peso) .

En una modalidad, la fuente de catalizador de lechada primero se preacondiciona antes de entrar en una de las zonas de contacto, o antes de ponerse en contacto con la fuente de aceite pesado antes de entrar en la zonas de contacto. En un ejemplo, el catalizador entra en una unidad de pre-acondicionamiento junto con hidrógeno a una velocidad de 500 a 7500 SCF/BBL (BBL en la presente se refiere al volumen total de fuente de aceite pesado al sistema) . Se cree que en lugar de poner en contacto el catalizador frío con una fuente de aceite pesado, el paso de pre-acondicionamiento ayuda con la absorción de hidrógeno en los sitios del catalizador activo, y finalmente el grado de conversión. En una modalidad de la unidad de pre-acondicionamiento, la mezcla de catalizador/hidrógeno de lechada se calienta a una temperatura entre 149 a 538 °C (300°C a 1000°F) . En otra modalidad el catalizador se pre-acondiciona en hidrógeno a una temperatura de 260°C a 385 °C (500 a 725°F) . En aún otra modalidad, la mezcla se calienta bajo una presión de 21.09 a 224.96 kg/cm2 (300 a 3200 psi) en una modalidad; de 35.15-210.9 kg/cm2 (500-3000 psi) en una segunda modalidad; y 42.18-75.75 kg/cm2 (600 - 2500 psi) en una tercera modalidad.

Catalizador de Lechada Utilizado: El catalizador de lechada comprende un catalizador activo en un diluyente de aceite hidrocarbonado . En una modalidad, el catalizador es un catalizador sulfurado que comprende por lo menos un metal del grupo VIB, o por lo menos un metal del Grupo VIII, o por lo menos un metal del grupo HB, por ejemplo, un catalizador de sulfuro férrico, sulfuro de zinc, sulfuro de níquel, sulfuro de molibdeno o un catalizador de sulfuro del hierro-zinc. En otra modalidad, el catalizador es un catalizador multi-metálico que comprende por lo menos un metal del grupo VIB, y por lo menos un metal del grupo VIII (como un promotor) , en donde los metales pueden estar en la forma elemental o en la forma de un compuesto del metal . En un ejemplo, el catalizador es un catalizador MoS2 promovido con por lo menos un compuesto metálico del Grupo VIII.

En una modalidad, el catalizador es un catalizador multi -metálico en volumen que comprende por lo menos un metal no noble del Grupo VIII y por lo menos dos metales del grupo VIB, y en donde la relación de por lo menos dos metales del Grupo VIB al metal no noble del Grupo VIII es de aproximadamente 10:1 a aproximadamente 1:10. En otra modalidad, el catalizador es de la fórmula (Mt)a(Xu)b(Sv)d(Cw)e(Hx) f (Oy)g(Nz)h, en donde M representa por lo menos un metal del grupo VIB, tal como o, W, etc., o una combinación de éstos,- y X funciona como un metal promotor, que representa por lo menos uno de: un metal del Grupo VIII no noble tal como Ni, Co; un metal del Grupo VIII tal como Fe; un metal del Grupo VIB tal como Cr; un metal del Grupo IVB tal como Ti; un metal del Grupo IIB tal como Zn, y sus combinaciones (X en lo sucesivo se referirá como "Metal Promotor") . También en la ecuación t, u, v, w, x, y, z representan la carga total para cada uno de los componentes (M, X, S, C, H, O y ' N, respectivamente) ; ta+ub+vd+we+xf+yg+zh=0. La relación de los subíndices de b a a tiene un valor de 0 a 5 (0 <= b/oc <= 5) . S representa azufre con el valor de subíndice b en la escala de (a + 0.5b) a (5a + 2b) . C representa carbono con un subíndice e que tiene un valor de 0 a 11 (a+b) . H es hidrógeno con el valor de f en la escala de 0 a 1 (a+b) . 0 representa oxígeno con el valor de g en la escala de 0 a 5 (a + b) ; y N representa nitrógeno con h teniendo un valor de 0 a 0.5 (a + b) . En una modalidad, el subíndice b tiene un valor de 0 para un catalizador de componente metálico individual, por ejemplo, Mo como el único catalizador (sin promotor) .

En una modalidad, el catalizador se prepara de composiciones precursoras de catalizador que incluyen complejos o compuestos organometálicos, por ejemplo, compuestos solubles en aceite o complejos de metales de transición y ácidos orgánicos. Los ejemplos de tales compuestos incluyen naftenatos, pentadionatos, octoatos y acetatos de los metales del Grupo VIB y Grupo VIII tales como Mo, Co, , etc., tales como naftanato de molibdeno, naftanato de vanadio, octoato de vanadio, hexacarbonilo de molibdeno y hexacarbonilo de vanadio.

En una modalidad, el catalizador de lechada tiene un tamaño de partícula promedio de por lo menos 1 miera. En otra modalidad, el catalizador de lechada tiene un tamaño de partícula promedio en el intervalo de 1-20 mieras. En una tercera modalidad, el catalizador de lechada tiene un tamaño de partícula promedio en el intervalo de 2-10 mieras. En una modalidad particular, el catalizador de lechada comprende agregados de moléculas catalizadoras y/o partículas extremadamente pequeñas que son coloidales en tamaño (por ejemplo menos de 100 nm, menos de aproximadamente 10 nm, menos de aproximadamente 5 nm, y menos de de aproximadamente 1 nm) . En aún otra modalidad, las partículas del catalizador comprenden agregados de grupos de MoS2 en una sola capa de tamaños de nanómetro, por ejemplo, 5-10 nm en el borde. En operaciones, el agregado de las partículas de tamaño coloidal/nanómetro en un diluyente hidrocarbonado, forma un catalizador de lechada con un tamaño de partícula promedio en el intervalo de 1-20 mieras.

En una modalidad, se alimenta una cantidad suficiente de catalizador de lechada a la zona(s) de contacto para que cada zona de contacto tenga una concentración de catalizador de lechada (sólido) de por lo menos 500 wppm a 3% en peso (relación de metal catalizador a aceite pesado) .

En una modalidad para una conversión de por lo menos 75% de la materia prima de aceite pesado a materiales con un punto de ebullición menor de 538°C (1000°F) a un alto rendimiento de por lo menos 0.15 LHSV, la cantidad de catalizador alimentado en la zona(s) está en intervalo de 500 a 7500 wppm del metal catalizador en la fuente de aceite pesado. En una segunda modalidad, la concentración de la fuente de catalizador fresco está en el intervalo de 750 a 5000 wppm de metal catalizador. En una tercera modalidad, de 1000 a 3000 wppm. En una cuarta modalidad, la concentración es menor de 3000 wppm. En una quinta modalidad, la concentración es de al menos 1200 ppm. Metal catalizador se refiere a un metal activo en el catalizador, por ejemplo, un catalizador de lechada de sulfuro de NiMo en donde Ni se utiliza como un promotor, el metal catalizador en la presente se refiere a la concentración de Mo.

Es concebible utilizar menos catalizador para el sistema de enriquecimiento, por ejemplo, medios de 500 ppm o aún menos de 200 ppm o 100 ppm. Sin embargo, esto dará como resultado un grado de conversión muy pobre/indeseable de menos de 50% en una modalidad, y aún menos de 10% en la segunda modalidad. El nivel de catalizador bajo además da como resultado operaciones inestables, por ejemplo, aflojamiento, carbonización, o curación, etc., con aceites pesados sin convertir en el equipo, particularmente en los reactores .

Sistema de Tratamiento Opcional-SDA: En una modalidad, se utiliza una unidad eliminadora del asfalto solvente antes de la primera zona de contacto para pre-tratar la materia prima de aceite pesado. En aún otra modalidad, el SDA se utiliza como una unidad intermedia localizada después de una de las zonas de separación intermedias. Las unidades SDA típicamente se utilizan en refinerías para extraer hidrocarburos más ligeros en incremento de una corriente de hidrocarburos pesados, mientras el aceite extraído típicamente se denomina aceite sin asfalto (DAO), mientras se deja una corriente residual atrás que está más concentrada en moléculas pesadas y heteroátomos , típicamente conocida como brea SDA, residuos SDA, etc. El SDA puede ser una unidad separada con una unidad integrada en el sistema de enriquecimiento.

Pueden utilizarse varios solventes en el SDA, en el intervalo de propanos a hexanos, dependiendo del nivel deseado de eliminación de asfalto antes de la alimentación de la zona de contacto. En una modalidad, el SDA se configura para producir un aceite sin asfalto (DAO) para sangrar con la fuente de catalizador o alimentación directa en las zonas de contacto en lugar de, o además de la fuente de aceite pesado. Es decir, el tipo de solvente y las condiciones operativas pueden optimizarse de tal forma que se produce un alto volumen y una calidad DAO aceptable y se alimenta a la zona de contacto. En esta modalidad, un solvente adecuado a ser utilizado incluye, pero no se limita a hexano o un solvente C6+ similar para un bajo volumen de brea SDA y un alto volumen DAO . Este esquema podría permitir que la basta mayoría de la fuente de aceite pesado se enriquezca en la posterior zona de contacto, mientras el fondo muy pesado del fondo del barril no produce conversiones increméntales favorables económicas debido al requerimiento masivo de adición de hidrógeno, a ser utilizado en alguna otra forma. En una modalidad, todas las fuentes de aceite pesado se pre-tratan en el SDA y el producto DAO se alimenta en la primera zona de contacto, o se alimenta de acuerdo con un esquema de alimentación dividido con por lo menos una porción que se pone en contacto con la zona diferente de la primera en la serie. En otra modalidad, algo de la fuente de aceite pesado (dependiendo del origen) primero se pre-trata en el SDA y algo de la materia prima se alimenta directamente en la zona(s) de contacto sin tratar. En aún otra modalidad, el DAO se combina con la materia prima de aceite pesado sin tratar con una corriente de alimentación a la zona(s) de contacto. En otra modalidad, DAO y la materia prima de aceite pesado sin tratar se alimentan al sistema como en conductos de alimentación separados, con DAO yendo a una o más de las zonas de contacto y la fuente de aceite pesado sin tratar yendo a una o más de las mismas o diferentes zonas de contacto.

En una modalidad en donde la SDA se utiliza como una unidad intermedia, la fracción no volátil que comprende el catalizador de lechada y opcionalmente cantidades mínimas de coque/asfáltenos , etc., de por lo menos una de las zonas de separación se envía al SDA para tratamiento. De la unidad de SDA, el DAO se envía a por lo menos una de las zonas de contacto como una corriente de alimentación por sí misma, en combinación con una materia prima de aceite pesado como una fuente, o en combinación con la corriente del fondo de una de las zonas de separación como una alimentación. Los residuos DAO que comprenden asfáltenos se envían lejos de la recuperación del metal en cualquier catalizador de lechada de traslado, o para aplicaciones que requieren asfáltenos, por ejemplo, mezclados con aceite combustible, utilizados en asfalto, o utilizados en algunas otras aplicaciones.

En una modalidad, la calidad del DAO y los residuos DAO varían mediante el ajuste del solvente utilizado y la recuperación deseada de DAO con relación a la fuente de aceite pesado. En una unidad de pre-tratamiento opcional tal como la SDA, entre más aceite DAO se recupera, más pobre es la calidad global del DAO, y más pobre es la calidad global de los residuos DAO. Con respecto a la selección del solvente, típicamente, como un solvente más ligero se utiliza para SDA, menos DAO se reproducirá, pero la calidad será mejor, mientras si se utiliza un solvente más pesado, se producirá más DAO, pero la calidad será inferior. Esto se debe, entre otros factores, a la solubilidad de los asfáltenos y otras moléculas pesadas en el solvente.

Fuente de Aceite Pesado: La fuente de aceite pesado en la presente puede comprender uno o más diferentes fuentes de aceite pesado de diferentes orígenes como una sola corriente de alimentación, o como corrientes de alimentación de aceite pesado separadas. En una modalidad, una sola tubería del conducto de aceite pesado se pone en contacto con las zonas de contacto. En otra modalidad, se utilizan múltiples conductos de aceite pesado para suministrar la fuente de aceite pesado a diferentes zonas de contacto, con alguna corriente (s) de fuente de aceite pesado que va hacia una o más de las zonas de contacto y otra corriente (s) de la fuente de aceite pesado que va a una o más de las diferentes zonas de contacto.

En algunas modalidades, por lo menos una porción de la fuente de aceite pesado (a ser enriquecida) se "divide" o desvía a por lo menos otra zona de contacto (otra diferentes de la primera zona de contacto) , o a una unidad SDA antes de ser alimentada en la zona de contacto. En una modalidad de una operación secuencial, menos del 90% de la fuente de aceite pesado sin convertir se alimenta al primer rector del sistema, con 10% o más de la fuente de aceite pesado sin convertir siendo desviada hacia la otra zona(s) de contacto en el sistema. En otra modalidad de una operación tándem, la fuente de aceite pesado se divide igualmente entre las zonas de contacto en el sistema. En otra modalidad, menos del 80% de la fuente de aceite pesado sin convertir se alimenta a la primera zona de contacto en el sistema, y la fuente de aceite pesado restante se desvía a la última zona de contacto del sistema. En una cuarta modalidad, menos del 60% de la fuente de aceite pesado se alimenta en la primera zona de contacto en el sistema, y el resto de la fuente del aceite sin convertir se divide igualmente entre las otras zonas de contacto en el sistema.

En una modalidad, la materia prima de aceite pesado se precalienta antes de mezclarse con la corriente (s) de fuente de catalizador de lechada. En otra modalidad, la mezcla de materia prima de aceite pesado y la fuente de catalizador de lechada se precalientan para crear una materia prima que tiene suficientemente baja viscosidad para permitir un buen mezclado del catalizador en la materia prima. En una modalidad, el pre-calentamiento se conduce a una temperatura que es de al menos aproximadamente 100 °C (212 °F) menor que la temperatura de hidrocraqueo dentro de la zona de contacto. En otra modalidad, el precalentamiento es una temperatura que es de aproximadamente 50 °C menor que la temperatura de hidrocraqueo dentro de la zona de contacto. En una tercera modalidad, el precalentamiento de la materia prima en aceite pesado y/o una mezcla de materia prima de aceite pesado y catalizador de lechada está a una temperatura de 260-371°C (500-700°F) .

Inyección Opcional de Aditivos-Anti -espumante : Como se utiliza en la presente, la zona de contacto del extremo frontal (o la primera zona de contacto) significa el primer reactor en una operación secuencia con una pluralidad de zonas de contacto. En una modalidad de un sistema con por lo menos tres zonas de contacto, la primera zona de contacto del extremo frontal puede incluir ambos, el primero y el segundo reactor. En una modalidad, se inyecta por lo menos un agente anti -espumante a por lo menos una zona de contacto en el sistema para minimizar la cantidad de espuma y permitir la completa utilización de la zona de reacción. Como se utiliza en la presente, el término "anti-espumante" incluye tanto materiales anti -espumantes como desespumantes, para evitar que aparezca y/o se reduzca el grado de la espuma. Adicionalmente algún material anti-espumante puede tener ambas funciones, por ejemplo reducir/mitigar la espumación bajo ciertas condiciones, y evitar que aparezca la espuma bajo otras condiciones operativas.

Los agentes anti -espumantes pueden seleccionarse de un amplio intervalo de productos comercialmente disponibles tales como las siliconas, por ejemplo, polidimetil siloxano (PDMS) , polidifenil siloxano, siloxano fluorinado, etc., en una cantidad de 1 a 500 ppm de la materia prima de aceite pesado. En una modalidad, se utiliza PDMS de alto molecular, por ejemplo, con una viscosidad sobre 60,000 cSt en una modalidad, sobre 100,000 cSt en otra modalidad, y sobre 600,000 cSt en una tercera modalidad. Se cree que un agente anti-espumación con una viscosidad más alta (peso molecular más alto) se decompone más lentamente y es menos propenso a envenenar el catalizador debido a la contaminación con Si.

En una modalidad, el agente anti -espumante se adiciona al solvente hidrocarbonado tal como queroseno, que reduce la viscosidad del anti -espumante y lo hace bombeable. En una modalidad, la proporción de anti -espumante a solvente está en el intervalo de 1:1 a 1:1000. En otra modalidad, de 1:2 a 1:100. En una tercera modalidad, de 1:3 a 1:50. En una modalidad, el agente anti-espumante se diluye en una cantidad suficiente de solvente hidrocarbonado para tener una viscosidad menor de 1000 cSt, de tal forma que puede manejarse utilizando el tipo estándar.

En una modalidad, el anti -espumante se agrega directamente sobre la materia prima de aceite pesado. En otra modalidad, la mezcla se inyecta en múltiples puntos a lo largo de un reactor de flujo hacia arriba. En otra modalidad, la mezcla de solvente anti-espumante se inyecta en la parte superior del reactor de flujo hacia arriba. En una cuarta modalidad, la inyección es en una región dentro del 30% superior de la altura del reactor. La inyección del anti-espumante en la parte superior del reactor en una modalidad aumenta un líquido de regreso en la mezcla en el reactor .

Aditivos-Inhibidores/Estábilizantes/Materiales del Sacrificio Opcionales: En una modalidad, además de, o en lugar de agentes anti-espumantes , por lo menos un aditivo seleccionado de inhibidores, estabilizantes, depuradores de metal y removedores de contaminantes metálicos, pasivadores de metal y materiales de sacrificio se agrega a la zona de contacto en una cantidad en el intervalo de 1 a 20,000 ppm de la fuente de aceite pesado (colectivamente, "material aditivo") . En una segunda modalidad, el material aditivo se agrega en una cantidad no menor de 10,000 ppm. En una tercera modalidad, el material aditivo está en el intervalo de 50 a 1000 ppm.

Se debe observar que algunos aditivos pueden tener múltiples funciones. En una modalidad, algunos depuradores metálicos también pueden funcionar como removedores de contaminantes metálicos y/o pasivadores de metal bajo las condiciones apropiadas. En otra modalidad, el material de sacrificio utilizado puede funcionar como un depurador de metal para absorber metales pesados en la fuente de aceite pesado. Algunos otros materiales de sacrificio, aparte de funcionar como depuradores de metal para metales absorbentes, también absorben o atrapan otros materiales que incluyen el coque depositado.

En una modalidad, el material aditivo se agrega directamente sobre la materia prima de aceite pesado. En otra modalidad, el material aditivo se agrega a la fuente del catalizador de lechada. En una tercera modalidad, el material aditivo se agrega a la zona de contacto como una corriente de alimentación separada.

En una modalidad, el material aditivo puede agregarse como tal, o un diluyente o solvente portador adecuado. Los solventes portadores ilustrativos incluyen, pero no se limitan, a solventes hidrocarbonados aromáticos tales como tolueno, xileno y destilados aromáticos derivados de aceite crudo. Los diluyentes ilustrativos incluyen aceite de gas al vacío, diesel, aceite decantado, aceite de ciclo, y/o aceite de gas ligero. En algunas modalidades, el material aditivo puede dispersase en una pequeña porción de la material prima de aceite pesado.

En una modalidad, el material aditivo se inyecta en la sección superior del reactor. En otra modalidad, el material aditivo se inyecta en una pluralidad de puertos de alimentación a lo largo de rector del flujo hacia arriba.

En una modalidad, el material aditivo se selecciona para efectuar una buena emulsión o dispersión de los asfáltenos en el aceite pesado. En aún modalidad, el aditivo se selecciona para aumentar la estabilidad en almacenamiento y/o mejorar la bombeabilidad de la materia prima de aceite pesado. En aún otra modalidad, el aditivo es un compuesto estabilizante que contiene enlaces polares tales como acetona, dietilcetona, y nitrobenceno, adicionados en una cantidad entre 0.001 a 0.01% en peso de la fuente de aceite pesado .

En una modalidad, el material aditivo es un aditivo inhibidor, seleccionado del grupo de compuestos aromáticos polinucleares o solubles en aceite, agentes que disminuyen el módulo elástico por ejemplo, ácidos orgánicos e inorgánicos y bases y metaloporfirinas . En otra modalidad, el aditivo es una amina grasa alcoxilada seleccionada o derivado de amina grasa y un compuesto de sal metálico especial, por ejemplo, jabón metálico.

En una modalidad, el material aditivo es un "material de sacrificio" (o "material de atrapamiento") que funciona para atrapar, o para el depósito de, y/o inmovilización del coque depositado y/o metales (Ni, V, Fe, Na) en la fuente de aceite pesado, mitigando los efectos perjudiciales de estos materiales sobre el catalizador y/o en equipo. En otra modalidad, el material aditivo funciona para inmovilizar/absorber los asfáltenos en la materia prima de aceite pesado, de esta forma mitigando la desactivación del catalizador. En una modalidad, el material de sacrificio tiene grandes poros, por ejemplo tiene un área de superficie BET de por lo menos 1 m2/g en una modalidad, de por lo menos 10 m2/g en una segunda modalidad, y de por lo menos 25 m2/g en otra modalidad. En aún otra modalidad, el material aditivo es un material de sacrificio que tiene volumen de poro de por lo menos 0.005 cm3/g. En una segunda modalidad, un volumen de poro de por lo menos 0.05 cm3/g. En una tercera modalidad, un volumen de poro total de por lo menos 0.1 cm3/g. En una cuarta modalidad, un volumen de poro de por lo menos 0.1 cm3/g. En una modalidad, el material de sacrificio tiene un volumen de poro de por lo menos 0.5 cm3/g. En otra modalidad, de por lo menos 1 cm3/g.

En una modalidad, el material de sacrificio comprende un material inerte de grandes poros tales como microesferas de arcilla de caolina calcinada. En otra modalidad, el material de sacrificio se caracteriza por tener por lo menos 20% de su volumen de poro constituido por poros de por lo menos 100 Angstrom; y 150-600 Angstrom en una segunda modalidad.

Los ejemplos de materiales aditivos para utilizar en depósitos de atrapamiento/depuración de metal incluyen pero no se limitan a compuestos de silicato tales como Mg2Si04 y Fe2Si04; óxidos inorgánicos tales como compuestos de óxido de hierro, por ejemplo, FeO, Fe203, FeO, Fe304 , Fe203, etc. Otros ejemplos de materiales aditivos incluyen compuestos de silicato tales como sílice humeante, A1203, MgO, MgAl204, zeolitas, microesferas de arcilla de caolina calcinada, titanio, carbón activo, negro carbón y sus combinaciones. Los ejemplos de pasivadores de metal incluyen pero no se limitan a compuestos de metal alcalinotérreo, antimonio y bismuto.

En una modalidad, el material aditivo es un depurador de metal comercialmente disponible de fuentes tales como Degussa, Albermale, Phosphonics, y Polysciences . En una modalidad, el depurador de metal es un polisiloxano órgano funcional macroporoso de Degussa bajo el nombre comercial de DELOXA E™ .

En una modalidad, el material depurador/de atrapamiento/depurador se origina de un catalizador de lechada, específicamente, un catalizador de lechada consumido en una forma de polvo seco. En una modalidad, el catalizador de lechada consumido es de un sistema de enriquecimiento de aceite pesado que tiene por lo menos 75% de aceite pesado removido utilizando medios conocidos en la técnica, por ejemplo, eliminando el aceite a través de una filtración de membrana, extracción de solvente y similar. El catalizador de lechada consumido para utilizarse como un material de sacrificio en una modalidad tiene un área de superficie BET de por lo menos 1 m2/g para atrapar el coque y/o metales que por el contrario pueden depositarse a lo largo de las partes internas del reactor. En una segunda modalidad, el catalizador de lechada consumido tiene un área de superficie BET de por lo menos 10 m2/g. En una tercera modalidad, el área de superficie BET es mayor de 100 m2/g.

En una modalidad, el aditivo es un material depurador/de atrapamiento/depurador originado de un catalizador de lechada sin aceite consumido, en donde algunos o la mayor parte de los metales han sido eliminados. En una modalidad, el aditivo está en la forma de catalizar de lechada consumido secado que tiene por lo menos algunos o la mayor parte de los metales tales como níquel, molibdeno, cobalto, etc., eliminados del catalizador consumido. En una modalidad, el material de sacrificio está en la forma de un residuo sólido que comprende coque y algún complejo metálico del grupo VB, tal como metavanadato de amonio, cuyo residuo se obtiene después de que la mayor parte de los metales tales como molibdeno y níquel han sido eliminados en un proceso de precolado por presión. En aún otra modalidad, el material de sacrificio está en la forma de un residuo sólido que comprende principalmente coque con muy poco vanadio residual (en la forma de metavanadato de amonio) .

En otra modalidad, el material de sacrificio es negro de carbón que se selecciona debido a su alta área de superficie, varias estructuras de tamaño de poro, y fácil recuperación/separación de metales pesados a través de combustión. Además, el material de carbón es relativamente suave, de esta forma minimizando el daño a las válvulas de aflojamiento y otros materiales de plantas. En una modalidad, el material carbón puede ser cualquier material generalmente común conocido y comercialmente disponible. Los ejemplos incluyen pero no se limitan a sólido de carbón en partículas porosas caracterizado por una distribución de tamaño en el intervalo de 1 a 100 mieras y un área de superficie BET en el intervalo de 10 a sobre 2,000 m2/g. En una modalidad, el material de carbón tiene un tamaño de partícula promedio en el intervalo de 1 a 50 mieras y un área de superficie BET de aproximadamente 90 a aproximadamente 1,500 m2/g. En otra modalidad, el material de carbón tiene un tamaño de partícula promedio en el intervalo a 30 mieras. Opcionalmente, el material catalizador puede pre-tratarse a través de una o más técnicas generalmente conocidas en la técnica tales como calcinación y/o impregnación primero con el catalizador de lechada antes de alimentarse en el sistema de enriquecimiento y/o mezclarse con la materia prima de aceite pesado.

En una modalidad, el material aditivo comprende carbón activado que tiene una gran área de superficie, por ejemplo, un área de poro de por lo menos 100 m2/g, y un diámetro de poro en el intervalo de entre 100 a 400 Angstrom. En una modalidad, el material aditivo es un carbón activado en polvo comercialmente disponible de Norit como DARCO KB-G™ con D-90 de 40 mieras. En otra modalidad, el material de carbón comercialmente disponible es DARCO INSUL™ con un D-90 de 23 mieras. En aún otra modalidad, el material aditivo comprende negro de carbón obtenido a través de la calcinación del catalizador de lechada consumido en aceite pesado residual de un proceso de recuperación metálico para recuperar/separar metales de un catalizador de lechada consumido .

En una modalidad, el material aditivo sirve una pluralidad de funciones, por ejemplo, depositar por atrapamiento/depuración de metal y anti-espumado, atrapamiento por depósito/depuración metálica y supresión de mesofases, etc., con el uso de una superficie tratada con el material de sacrificio. En una modalidad, el material de sacrificio es una superficie tratada (o recubierta) con por lo menos un material aditivo tal como un inhibidor y/o un agente anti-espumante .

En una modalidad, el material aditivo es negro de carbón modificado en la superficie. En una modalidad, el negro de carbón tratado en la superficie contiene grupos funcionales reactivos en la superficie que proporcionan las propiedades anti -espumantes, y con área de superficie requisito y la estructura de tamaño de poro para atrapar y/o inmovilizar el coque depositado y/o los metales (Ni, V, Fe, Na) en la fuente de aceite pesado. En una modalidad, el aditivo es un negro de carbón tratado en la superficie, con el carbón habiendo sido puesto en contacto con un aditivo de aceite pesado, por ejemplo, un compuesto de silicón tal como polímeros de alquil siloxano, polidimetil siloxano, polidifenil siloxano, polidifenil dimetil siloxano, siloxanos fluorinados y sus mezclas.

En otra modalidad, el aditivo multi-funcional es un material de sacrificio tratado en la superficie con compuestos metálicos solubles en aceite tales como ácidos carboxílieos y sales de ácidos carboxílicos, compuestos aromáticos polinucleares solubles en aceite, agentes que disminuyen el módulo elástico, y otros materiales aditivos conocidos en la técnica.

En aún otra modalidad, los agentes anti-espumantes , por ejemplo, compuestos de silicón, agentes anti-espumantes con base en hidrocarburo, se rocían sobre un portador tal como negro de carbón, titanio, etc., uno después del otro para generar un aditivo tratado en la superficie multifuncional para utilizarse en el sistema de enriquecimiento .

Inyección de Agua Opcional -Control del Depósito de Metales Pesados: Como se utiliza en la presente, la zona de contacto del extremo frontal (o la primera zona de contacto) , significa el primer reactor en el sistema con una pluralidad de zonas de contacto que operan en un modo secuencial (series) . En una modalidad de un sistema con por lo menos tres zonas de contacto, la primera zona de contacto del extremo frontal puede incluir ambos el primero y segundo reactores. En otra modalidad, la primera zona de contacto significa el primer reactor solamente.

Como se utiliza en la presente, el término "agua" se utiliza para indicar ya sea agua y/o vapor.

En una modalidad para controlar el depósito de metales pesados, el agua se inyecta opcionalmente en un sistema de enriquecimiento de una pasada a una velocidad de aproximadamente 1 a 25% en peso (con relación a la materia prima de aceite pesado) . En una modalidad, se inyecta una cantidad suficiente de agua para una concentración de agua en el sistema en el intervalo de 2 a 15% en peso. En una modalidad, se inyecta una cantidad suficiente para una concentración de agua en el intervalo de 4 a 10% en peso.

El agua puede agregarse (inyectarse) continua o intermitentemente según sea necesario para controlar el depósito de metales pesados y/o mejorar la actividad del catalizador. El agua puede agregarse a la materia prima de aceite pesado antes o después del precalentamiento . En una modalidad, se agrega una cantidad de agua sustancial a la mezcla de la materia prima de aceite pesado que se va a precalentar, y una cantidad sustancial de agua se agrega directamente a la zona(s) de contacto del extremo frontal. En otra modalidad, se agrega el agua a la zona(s) de contacto del extremo frontal a través de la materia prima de aceite pesado solamente. En aún otra modalidad, por lo menos 50% en el agua se agrega a la mezcla de materia prima de aceite pesado que se va a calendar, y el resto del agua se agrega directamente a la zona(s) de contacto del extremo frontal .

En una modalidad, el agua se introduce al sistema como parte de la fuente de catalizador de lechada. En una modalidad, el agua se agrega a la fuente del catalizador de lechada y se pre-acondiciona junto con el catalizador de lechada e hidrógeno, antes de alimentarse al sistema junto la fuente de aceite pesado, o como una corriente de alimentación separada.

En una modalidad, el agua se introduce en el sistema en la etapa de precalentamiento (antes del precalentamiento de la materia prima de aceite pesado) , en una cantidad de aproximadamente 1 a aproximadamente 25% en peso de la materia prima de aceite pesado entrante. En una modalidad, el agua se adiciona como una parte de la fuente de aceite pesado a todas las zonas de contacto. En otra modalidad, el agua se adiciona a la fuente de aceite pesado en la primera zona de contacto solamente. En aún otra modalidad, el agua se agrega a la alimentación de las primeras dos zonas de contacto solamente.

En una modalidad, el agua se agrega directamente a la zona de contacto en múltiples puntos a lo largo de la zona de contacto, en una relación de 1 a 25% en peso de la materia prima de aceite pesado. En aún otra modalidad, el agua se agrega directamente en las primeras pocas zonas de contacto en el proceso que son más propensas a depósitos de metales pesados.

En una modalidad, algo del agua se agrega al proceso en el proceso en la forma de vapor en dilución. En una modalidad, por lo menos 30% del agua adicionada está en la forma de vapor. En las modalidades en donde el agua se adiciona como vapor en dilución, el vapor puede agregarse en cualquier punto en el proceso. Por ejemplo, puede agregarse a la materia prima de aceite pesado antes o después del precalentamiento, a la corriente de la mezcla de catalizador/aceite pesado, y/o directamente en la fase de vapor de las zonas de contacto, o múltiples puntos a lo largo de la primera zona de contacto. La corriente del vapor de dilución puede comprender vapor de proceso o vapor limpio. El vapor puede calentarse o súper-calentarse en un horno antes de alimentarse en el proceso de enriquecimiento. Se cree que la presencia de agua en el proceso favorablemente altera el equilibrio molecular del azufre del compuesto metálico, de esta forma reduciendo el depósito de metales pesados. El agua/vapor en la primera zona de contacto se espera que elimine los depósitos de metales pesados en el equipo. En una modalidad, la adición de agua también se cree que ayuda a controlar/mantener un perfil de temperatura deseado en las zonas de contacto. En aún otra modalidad, se cree que la adición de agua en la zona(s) de contacto del extremo frontal disminuye la temperatura del reactor (s) . La temperatura de la primera zona de contacto puede mantenerse a por lo menos 15 - 3.9°C (5-25°F) menos que la temperatura de la siguiente zona de contacto en la serie .

Cuando la temperatura del reactor se disminuye, se cree que el grado de reacción de las especies de vanadio más reactivas se disminuye, permitiendo la deposición del vanadio sobre el catalizador de lechada para avanzar en una forma más controlada y para que el catalizador lleve los depósitos de vanadio fuera del reactor de esta forma limitando el depósito de sólidos en el equipo del reactor.

En una modalidad, la adición de agua reduce los depósitos de metales pesados en el equipo del reactor en por lo menos 25% comparado con una operación sin la adición de agua, durante un periodo de tiempo comparable en operación, por ejemplo, de al menos dos meses. En otra modalidad, la adición de agua reduce los depósitos de metales pesados en por lo menos 50% comparado con una operación sin adición de i agua. En una tercera modalidad, la adición de agua reduce los depósitos de metales pesados en por lo menos 75% comparado con una operación sin la adición de agua.

Alimentación de Hidrocarburos Adicional Opcional: 5 En una modalidad, la fuente de aceite hidrocarbonado adicional, por ejemplo, VGO (aceite de gas al vacío), nafta, MCO (aceite de ciclo medio) , aceite de ciclo ligero (LCO) , aceite de ciclo pesado (HCO) , donador de solvente u otros solventes aromáticos, etc., en una cantidad en el intervalo 10 de 2 a 40% en peso de la fuente de aceite pesado, puede opcionalmente agregarse como parte de la corriente de alimentación de aceite pesado a cualquiera de las zonas de contacto en el sistema. En una modalidad, la fuente hidrocarbonada adicional funciona como un diluyente para 15 disminuir la viscosidad de la fuente de aceite pesado.

Control de los Depósitos de Metal Pesado con Temperatura de Reactor: En una modalidad, en lugar de y/o además de la adición de agua a la zona(s) de contacto del extremo frontal en una operación secuencial, la temperatura 20 de la zona(s) de contacto del extremo frontal más propensa a depósitos de metales pesados se disminuye.

En una modalidad, la temperatura del primer reactor se establece como siendo por lo menos 5.56°C (10°F) menor que el siguiente reactor en la serie. En una segunda 25 modalidad la primera temperatura del reactor se establece como siendo 8.33°C (15°F), menor que el siguiente reactor en la serie. En una tercera modalidad, la temperatura se establece como siendo de al menos 11.11°C (20°F) menor. En una cuarta modalidad, la temperatura se establece como siendo al menos 13.89°C (25°F), menor que la del siguiente reactor en la serie.

Rendimiento del Sistema: En una modalidad del sistema de enriquecimiento de una pasada y una concentración de catalizador sustancialmente menor que la del proceso de la técnica anterior con una corriente de reciclado, por ejemplo, a una concentración menor de 5000 wppm del metal catalizador, por lo menos 75% en peso de la fuente de aceite pesado se convierte en productos más ligeros en un proceso de rendimiento de una pasada (solamente un reactor se utiliza o se utiliza en múltiples reactores corriendo en tándem/paralelo) . En otra modalidad, un grado de conversión de por lo menos 80% se obtiene con una concentración de catalizador de lechada en el intervalo de un metal catalizador de 750 - 4000 wppm en un proceso con dos reactores que corren en un modo secuencial. En una tercera modalidad, un grado de conversión de por lo menos 80% con una concentración de catalizador en el intervalo de 750 -2500 wppm y un rendimiento de aceite pesado alto de 0.15 LHSV. En una cuarta modalidad, una concentración en el intervalo de 1000 - 1500 wppm de metal catalizador. En una modalidad, con los tres reactores en serie, se encontró sorprendentemente que el grado de conversión fue igual o mejor que el sistema de enriquecimiento de una pasada con una concentración de catalizador sustancialmente menor (por ejemplo, 2500 ppm) de un sistema de la técnica anterior con reciclado y una concentración de catalizador más alta (por ejemplo, 4200 ppm) . Como se utiliza en la presente, el grado de conversión se refiere a la conversión de materias primas de aceite pesado a materiales con un punto de ebullición menor de 538°C (1000°F) .

En una modalidad, por lo menos 98% de la fuente de aceite pesado se convierte en productos más ligeros con menos de 5000 wppm de metal catalizador en un proceso con tres reactores en serie y sin reciclado. En otra modalidad, el grado de conversión es de al menos 98% con menos de 2500 wppm de metal catalizador. En otra modalidad, el grado de conversión es de al menos 80% con un catalizador de lechada que tiene una concentración de 1500 - 5000 wppm de metal catalizador. En una cuarta modalidad, el grado de conversión es de al menos 95% con un catalizador de lechada que tiene una concentración de 1500 - 5000 wppm de metal catalizador.

En una modalidad, el sistema de enriquecimiento de una pasada proporciona un grado de conversión de azufre de por lo menos 60%, una conversión de nitrógeno de al menos 20%, y una conversión MCR de por lo menos 50% para una concentración de catalizador de lechada en el intervalo de 750 - 5000 wppm de metal catalizador.

En una modalidad, el sistema de enriquecimiento de una pasada produce un rendimiento en volumen sobre el 100% (comparado con la entrada de aceite pesado) en productos enriquecidos cuando se agrega hidrógeno que expande el volumen total del aceite pesado. Los productos enriquecidos, por ejemplo, hidrocarburos en ebullición inferiores, en una modalidad incluyen gas de petróleo licuado (LPG) , gasolina, diesel, aceite de gas al vacío (VGO) , y aceite de chorro y combustible. En una segunda modalidad, el sistema de enriquecimiento proporciona un rendimiento en volumen de por lo menos 110% en la forma de LPG, nafta, aceites de chorro y combustibles y VGO. En una tercera modalidad, un rendimiento en volumen es de por lo menos 115%.

Dependiendo las condiciones de la ubicación de la zona de separación, en una modalidad, la cantidad de productos hidrocraqueados más pesados en la corriente de la fracción no volátil es menor de 50% en peso (del peso total de la corriente no volátil) . En una segunda modalidad, la cantidad de productos hidrocraqueados más pesados en la corriente no volátil de la zona de separación es menor de 25% en peso. En una tercera modalidad, la cantidad de productos hidrocraqueados más pesados en la corriente no volátil de la zona de separación es de menos de 15% en peso.

La cantidad de sólidos en la corriente residual varía dependiendo del nivel de conversión así como los materiales aditivos opcionales utilizados, si existe alguno, por ejemplo, materiales de sacrificio. En una modalidad, el nivel de sólidos en la corriente de residuos está en el intervalo de 1 a 10% de sólidos en una modalidad, 2-5% de sólidos en otra modalidad, menos de 30% en peso de sólidos en una tercera modalidad, y menos de 40% en peso de sólidos en una cuarta modalidad.

Figuras que Ilustran las Modalidades: Ahora se hará referencia a las figures para además ilustrar las modalidades de la invención.

La Figura 1 es un diagrama de bloque que ilustra esquemáticamente un sistema de enriquecimiento 110 para enriquecer materia prima de aceite pesado que utiliza un catalizador de lechada en un modo de una pasada. En primer lugar, una materia prima de aceite pesado 104 se introduce en la primera zona de contacto 120 en el sistema junto con una fuente de catalizador de lechada 110. En la figura, la materia prima de aceite pesado 104 puede recalentarse en un calentador (no mostrado) antes de alimentarse en la zona de contacto. El hidrógeno 121 puede introducirse junto con la fuente de aceite pesado/catalizador de lechada en el mismo conducto 122 como se muestra, u opcionalmente, con una corriente de alimentación separada. Como se muestra, el agua y/o el vapor pueden introducirse junto con la alimentación y el catalizador de lechada en el mismo conducto o en una corriente de alimentación separada. Adicionalmente , la mezcla de agua, la fuente de aceite pesado, y el catalizador de lechada pueden precalentarse en un calentador antes de la alimentación en la zona de contacto. La fuente de aceite hidrocarbonado adicional 105, por ejemplo, VGO, nafta, en una cantidad en el intervalo de 2 a 30% en peso de la fuente de aceite pesado puede opcionalmente adicionarse como parte de la corriente de alimentación a cualquiera de las zonas de contacto en el sistema. En una modalidad, más de la mitad de la fuente de aceite pesado se convierte en la primera zona de contacto y por lo menos 25% de la fuente de hidrógeno se consume en la primera zona de contacto.

La corriente efluente 123 que comprende el material enriquecido, el catalizador de lechada consumido y la fuente de aceite pesado sin convertir, hidrógeno etc., se extrae de la primera zona de contacto 120 y se envía a la zona de separación 130, por ejemplo, un separador de calor.

La zona de separación 130 causa o permite la separación del gas y los líquidos volátiles de las fracciones no volátiles. En una modalidad, las fracciones líquidas gaseosas y volátiles 131 se extraen de la parte superior de la zona de separación y se toman para procesamiento adicional en un contacto inclinado o proceso en corriente abajo 160. La corriente del fondo 133 comprende el catalizador de lechada y sólidos insuflados, coque, materia prima de aceite pesado sin convertir, hidrocarburos recién generados en el separador de calor, etc., que se extraen y alimentan en la siguiente zona de contacto 140 en la serie, dando como resultado una reacción adicional para más material enriquecido. En otra modalidad (no mostrada) la corriente efluente 123 se desvía de la zona de separación 130 y se envía directamente a la siguiente zona de contacto 140 en la serie.

En una modalidad, las porciones adicionales de la fuente del catalizador fresca 110 y la material prima de aceite pesado 104 se alimentan directamente en la zona de contacto 146 en serie como corrientes separadas o como una corriente de alimentación combinada. En aún otra modalidad, la materia prima de aceite hidrocarbonado opcional 105 tal como VGO (aceite de gas vacío) también se alimenta en la siguiente zona de contacto 140. En una modalidad (no mostrada) , agua y/o vapor también se proporcionan en la zona de contacto 140 como una corriente de alimentación separada, o se introducen juntos con la alimentación y el catalizador de lechada en el mismo conducto. El hidrógeno 141 puede introducirse junto con la alimentación en el mismo conducto, u opcionalmente , con una corriente de alimentación separada. En aún otra modalidad (no mostrada) por lo menos una porción o toda la fuente de hidrógeno se mezclan con la corriente líquida 133 de la zona de separación y se alimentan en el reactor 140. El hidrógeno extinto en una modalidad suministra el hidrógeno de reacción como la mayor parte del hidrógeno en de la primera zona de contacto 120 que queda con la corriente de vapor 131. La corriente efluente 142 que comprende materiales enriquecidos junto con el catalizador de lechada, gas hidrógeno, coque, aceite pesado sin convertir, etc., fluye a la siguiente zona de separación 150 en la serie para la separación del gas y los líquidos volátiles 151 de las fracciones volátiles 152. Las fracciones gaseosas y líquidas volátiles se extraen de la parte superior de la zona de separación y se combinan con las fracciones gaseosas y líquidas volátiles de una zona de separación precedente como la corriente 161 para procesamiento adicional en un sistema de hidrotratamiento 60 o un sistema de purificación de producto en corriente abajo. La corriente de la fracción no volátil (o menos volátil) se extrae y se envía lejos como una corriente residual 152 para eliminar el aceite y/o recuperar el metal. En aún otra modalidad, (no mostrada) , la corriente 161 se extingue como una corriente de hidrocarburos tal como LGO en un contacto de aceite inclinado.

El hidrotratante 160 en una modalidad utiliza catalizadores de hidrotratamiento convencionales, se opera similarmente a una alta presión (dentro de 0.7030 kg/cm2 (10 psig) como el descanso del sistema de enriquecimiento, y es capaz de eliminar el azufre, el nitrógeno y otras impurezas de los productos enriquecidos con un nivel de conversión HDN de 99.99%, disminuyendo el nivel de azufre en la fracción a un punto de ebullición por arriba de 21.11°C (70°F) en la corriente 62 a menos de 20 ppm en una modalidad, y menos de 10 ppm en una segunda modalidad. En otra modalidad, el hidrotratante en línea opera a una temperatura dentro de menos -12.22°C (10°F) de la temperatura de la zona de contacto .

La Figura 2 es un diagrama de flujo de otra modalidad de un proceso de enriquecimiento de una pasada con tres zonas de contacto que corren en modo secuencial, por ejemplo los reactores 120-135 y 140, con cada una de las zonas de contacto teniendo una zona de separación en serie con una derivación opcional. Como se muestra, la corriente efluente 126 que comprende el material enriquecido, el catalizador de lechada consumido y la fuente de aceite pesado sin convertir, hidrógeno, etc., extraído de la primera zona de contacto 120 se envía a la zona de separación 130, o directamente a la segunda zona de contacto 135 en serie para enriquecimiento adicional. Alternativamente (mostrada como línea punteada) la corriente efluente 123 puede desviarse de la zona de separación 130 e ir directamente a la siguiente zona de contacto 135 en serie. La fuente del catalizador adicional, la materia prima de aceite pesado y otra materia prima hidrocarbonada tal como PGO también pueden alimentarse a la segunda zona de contacto junto con una fuente de hidrógeno adicional 137. La corriente del efluente 136 sale de la zona de contacto 135 y fluye a la zona de separación 145, en donde los gases (incluyendo hidrógeno) y los productos enriquecidos en la forma de líquidos volátiles se separan de la fracción líquida no volátil 147 y se eliminan en forma elevada como la corriente 146. La corriente no volátil 147 se envía a la siguiente zona de contacto 140 en serie para enriquecimiento adicional .

La corriente no volátil 147 contiene el catalizador de lechada en combinación con aceites sin convertir, productos líquidos hidrocraqueados más pesados, material de sacrificio opcional y pequeñas cantidades de coque y asfáltenos en algunas modalidades continúa al siguiente reactor 140 como se muestra. La corriente (s) de alimentación adicional que comprende hidrógeno, comprende gas, opcionalmente fuente de VGO, opcionalmente fuente de aceite pesado (adicional) , y opcionalmente fuente de catalizador que pueden combinarse con la corriente no volátil 147 para una reacción de enriquecimiento adicional en el siguiente reactor 140. La corriente efluente 142 del reactor que comprende materia prima de aceite pesado enriquecido fluye a la zona de separación 150, en donde los productos enriquecidos se combinan con hidrógeno y se eliminan como la corriente elevada 151. La corriente del fondo que comprende las fracciones no volátiles, por ejemplo la lechada del catalizador, el coque que contiene aceite sin convertir, y asfáltenos, productos líquidos hidrocraqueados más pesados, material de sacrificio opcional, etc., se eliminan como el residuo 152 para la recuperación del catalizador/regeneración en corriente abajo.

La Figura 3 es un diagrama de flujo de otra modalidad de un proceso de enriquecimiento de una pasada como un tren paralelo con fracciones de contacto, por ejemplo, los reactores 120, 135, y 140, y con una desviación opcional de tal forma que una zona de separación puede utilizarse para los tres reactores. En una modalidad, el sistema se opera a un grado de alto rendimiento con los tres reactores operando en paralelo con cada reactor teniendo su propia fuente de aceite pesado, fuente de catalizador, fuente VGO opcional etc., con el efluente yendo a un mismo separador 150 o individualmente a reactores separados, y las fracciones no volátiles de los separadores se recolectan para procesamiento adicional como residuo 152. En una modalidad (no mostrada, o indicada por las líneas punteadas) , el sistema opera a una velocidad más lenta con por lo menos dos de los reactores operando en serie, con la fracción no volátil del separador siendo enviada al siguiente reactor en serie. En una modalidad, la corriente efluente extraída del reactor puede enviarse al separador localizado en serie después de cada reactor, por ejemplo, las corrientes 126 que fluyen al separador 130, la corriente 136 al separador 145, y la corriente 142 al separador 150, y las corrientes no volátiles de cualquiera de las zonas de separación pueden eliminarse (enviarse fuera del tanque residual 152 para recuperación del catalizador/regeneración en corriente abajo.

En una modalidad (como se muestra por las líneas punteadas) , con todos los reactores compartiendo un separador, todas las corrientes efluentes se envían al separador 150, en donde la corriente elevada se extrae como la corriente 151 y se envía a un contacto inclinado o un proceso en corriente abajo 160. Operación Flexible: Un procedimiento de enriquecimiento de una sola pasada se ilustra en la Figura 3 con una pluralidad de zonas de contacto y zonas de separación construidas en una forma permutable para así proporcionar una operación flexible, acomodando diferentes modos de operación. Aunque no se muestra en la Figura 3, las válvulas apropiadas pueden instalarse en las tuberías del procedimiento para abrir/cerrar correspondientemente, permitiendo que el sistema del procedimiento de una sola pasada cambie de un modo de operación a otro.

Los diferentes modos incluyen pero no se limitan a los siguientes y a sus combinaciones: a) una operación con un reactor para dos, o tres (o más) reactores; b) una operación con un bajo grado de rendimiento pero un grado alto de conversión con la pluralidad de reactores que operan en una forma secuencial, es decir, operan en serie, con el efluente de un reactor o la corriente líquida del fondo de un separador que se envía al siguiente reactor en serie para conversión adicional; c) una operación a un alto grado de rendimiento con por lo menos algunos de los reactores corriendo en tándem (paralelo) y materia prima de aceite pesado para cada uno de los reactores, y algunos de los reactores estando en el modo en reposo o fuera de línea; d) un modo de operación mixto con un reactor que corre en tándem (paralelo) con otra pluralidad de reactores corriendo en serie; e) una operación con los reactores corriendo en tándem (paralelo) con la corriente efluente de cada reactor siendo enviada a un separador en serie con el reactor(s); y f) una operación con reactores corriendo en tándem (paralelo), y la con la corriente (s) efluente de los reactores siendo combinada y enviada a uno o dos separadores para la separación y la recuperación del los productos enriquecidos .

Aunque no se describe en la presente, puede haber otras permutaciones de los modos operativos anteriores, tales como un modo combinado en donde el efluente de un reactor o de la corriente líquida del fondo de un separador se divide en múltiples corrientes de alimentación para dos o más reactores en serie. Adicionalmente , como el sistema se establece como una operación flexible, cualquiera de los reactores puede operarse como un reactor primario o solo un primer reactor (un segundo reactor, un tercer reactor, etc.) en un procedimiento que corre en una forma secuencial (o un modelo secuencial mixto/tándem) , y cualquiera de las zonas de separación puede operarse como un separador primario o único, una primera zona de separación (segunda o tercera, etc.) o la única zona de separación en proceso continuo.

En una modalidad, el proceso permite una operación flexible con diferentes tipos de fuentes de aceite pesado, tipos de catalizador, etc., con los reactores corriendo en paralelo con sus propios sistemas de alimentación. La flexibilidad de correr en paralelo o en serie también permite que un reactor se apague para limpiarse, eliminar los depósitos, etc., mientras el resto del sistema permanece operacional. Esto significa que la eficiencia del proceso de operación global se aumenta con tiempo en reposo del sistema global mínimo.

En una modalidad, el proceso permite una conversión flexible de un modo operativo a otro, sin la necesidad de apagar o reiniciar la unidad. En una modalidad en donde solamente una de las zonas de contacto se mantiene en operación tal como un solo reactor opera, el otro reactor (s) se mantiene en un modo en reposo caliente, es decir, a una presión y temperaturas elevadas como el reactor (s) en operación. En una modalidad, la presión y la temperatura se mantienen en el equipo en espera con hidrógeno caliente circulando a través del reactor o reactores no en operación y se mantienen en espera.

En una modalidad, se suministra una cantidad suficiente de gas que contiene hidrógeno calentado a cada uno de los reactores en espera para los reactores para estar aproximadamente en la misma temperatura y presión que los reactores en operación. Como se utiliza en la presente, aproximadamente la misma (o similar a) temperatura significa que la temperatura del reactor en espera está dentro de los 10°C (50°F) de la temperatura de los reactores que están en operación, y la presión del reactor en espera está dentro de 7.03 kg/cm2 (100 psi) de la presión de los reactores en operación.

En una modalidad, la cantidad suficiente de hidrógeno está en el intervalo de 10 a 100% del hidrogeno suministrado al reactor (s) en operación. En otra modalidad, esta cantidad suficiente de hidrógeno está en el intervalo de 10 a 30%. En una cuarta modalidad, la cantidad suficiente de hidrógeno está en el intervalo de 15 a 25% de la cantidad total de hidrógeno suministrado en los reactores aún en operación. La corriente de hidrógeno caliente sale del reactor o reactores en espera y entra a las zonas de separación, en donde posteriormente se combina con la corriente elevada y se envía a un contacto inclinado a un procedimiento de corriente abajo para la purificación del producto .

La Figura 4 ilustra una modalidad de un procedimiento de enriquecimiento en una pasada flexible (una variación de la Figura 3) , en donde solamente dos de los reactores 120 y 135 en el sistema se conectan para el enriquecimiento del aceite pesado, y el tercer sistema reactor 140 se pone en espera o en el modo de respaldo con una fuente de H2 solamente, o puede utilizarse para el enriquecimiento del aceite pesado como se muestra (utilizando un catalizador y/o materia prima de aceite pesado diferente) . El sistema del tercer reactor 140 también puede apagarse para mantenimiento mientras los otros dos se mantienen en línea.

Como se muestra, los reactores 120 y 135 corren en serie, con la corriente líquida del fondo 133 del separador de alta temperatura y alta presión (HPHT) 130 que envía al reactor 135 para enriquecimiento adicional. Las corrientes de producto volátil de los separadores HPHT elevados se combinan con hidrógeno caliente 151 de la unidad en espera (o corriente elevada con productos enriquecidos si el reactor 140 está operación) y se envían a un contacto inclinado o a un proceso de purificación en corriente abajo. La corriente del fondo que comprende aceite pesado sin convertir, la lechada del catalizador consumido, asfáltenos, etc., del separador, por ejemplo, 147 se recolectan como el residuo 152 y se envían a un procedimiento en corriente abajo para eliminar el aceite y/o recuperar el metal en una unidad de recuperación de metal.

La Figura 5 ilustra otra modalidad del sistema de enriquecimiento de una pasada flexible (variación de la Figura 3), en donde todas las unidad se conectan para el enriquecimiento del aceite pesado para maximizar el rendimiento, corriendo en paralelo con la fuente de aceite pesado 104, la fuente del catalizador de lechada 110, la inyección de vapor opcional a algunos de reactores, materiales aditivos opcionales tales como materiales anti-espumantes, de inyección y/o de sacrificio a algunos de los reactores y fuente VGO opcional para algunos de los reactores que corren en tándem. Aunque no se muestra, se observa que los efluentes de cualquiera o todos los reactores pueden dirigirse a un solo separador HPHT en lugar de correr a través de un separador conectado en serie al reactor, por ejemplo, corrientes efluentes 123 y 136 de los reactores 120 140 respectivamente que pueden combinarse con la corriente efluente 142 del último reactor en el tren, el reactor 140, como la alimentación del separador HPHT 150. Si los reactores corren con unidades separadas con sus propios separadores HPHT respectivos, las corrientes del fondo que comprenden aceite pesado sin convertir, el catalizador consumido, por ejemplo 133, 147 pueden recolectarse en una corriente residual 152 y enviarse a un procedimiento en corriente abajo para eliminar el aceite y/o recuperar el metal en una unidad para recuperación de metal.

La corriente residual 152 contiene pequeñas cantidades de coque y asfáltenos, material de sacrificio opcional si existe alguno y el catalizador de lechada consumido en una cantidad de 5 a 30% en peso en aceites sin convertir. Las corrientes de producto volátil de los separadores HPHT elevados se combinan y se envía al contacto inclinado a un procedimiento de purificación de producto en corriente abajo.

La Figura 6 es un diagrama de flujo de otra modalidad de un procedimiento de enriquecimiento de una pasada con tres zonas de contacto que corren en tándem (paralelo) y comparten una zona de separación. Como se muestra, cada reactor 120, 135 y 140 corren en tándem con su aceite pesado separado propio, catalizador, VGO opcional, inyección de vapor opcional (no mostrado) y fuentes aditivas opcionales (no mostrado), las corriente efluentes 123, 136 y 142 de los reactores se combinan y se envían a una sola zona de separación 150 para que los productos enriquecidos se separen de la corriente residual que comprende el catalizador de lechada consumido, los hidrocarburos más pesados y la fuente de aceite pesado sin convertir. Como los reactores operan en tándem como reacciones enriquecidas separadas, la materia prima de aceite pesado así como la fuente de catalizador pueden ser iguales o diferentes a través de los reactores.

La Figura 7 es otra permutación del sistema de enriquecimiento flexible, en donde los dos primeros reactores 120 y 135 ocurren en modo secuencial. Aunque no se muestra, la fuente de aceite pesado adicional así como el catalizador, los aditivos opcionales, la fuente VGO, etc., pueden adicionarse al segundo reactor 135 junto la corriente efluente 123 del primer reactor. El último reactor puede mantenerse en el modo de espera con H2 caliente fluyendo a través de reactor, o también puede utilizarse para enriquecer el aceite pesado como se muestra, con el último reactor 140 corriendo en tándem con la operación secuencial (reactores 120 y 135) . La materia prima del aceite pesado, la fuente del catalizador y la fuente VGO para el último reactor 140 pueden ser iguales o diferentes de las fuentes de la operación secuencial. Como se muestra, las corriente efluentes 136 y 142 de ambas operaciones se combinan y se envían a la zona de separación 150.

Aunque no se muestra en todas las figuras, el sistema de enriquecimiento de una pasada puede comprender recircular/reciclar canales y bombas (no mostrado) para promover la dispersión de los reactivos, catalizador y materia prima de aceite pesado en las zonas de contacto, particularmente con un alto grado de flujo de recirculación a la primera zona de contacto para inducir la mezcla turbulenta en el reactor, de esta forma reduciendo los depósitos de metales pesados. En una modalidad, una bomba de recirculación circula a través del reactor de ciclo, de esta forma manteniendo la diferencia de temperatura entre el punto de alimentación del reactor al punto de salida en el intervalo de menos de -17.22 a -10°C (1 a 50°F) o entre -16.67 a -3.9°C (2-25°F). En otra modalidad, la recirculación es para limitar la diferencia de temperatura entre la zona(s) de contacto debido a las reacciones exotérmicas y asegurar un buen contando del hidrógeno y los reactivos.

En la zonas de contacto bajo las condiciones hidrocraqueado, por lo menos una porción de la materia prima en aceite pesado (hidrocarburos un punto de ebullición más alto) se convierte en hidrocarburos con un punto de ebullición inferior, formando un producto enriquecido. Se debe observar que por lo menos una porción del catalizador de lechada permanece con la materia prima sin enriquecer como el catalizador de lechada consumido, como los materiales enriquecidos se extraen de la zona de contacto y se alimentan en la zona de separación; y el catalizador de la lechada consumido continúa estando disponible en la zona de separación y sale de la zona de separación con la fracción líquida no volátil.

Se dan los siguientes ejemplos como ilustración no limitante de aspectos de la presente invención.

Ej emplos : Los experimentos de enriquecimiento de aceite pesado se llevaron a cabo en un sistema que tiene tres reactores de fase de lechada de gas-líquido conectados en serie con dos separadores de calor, cada uno estando conectado en serie con el 2o y 3o reactores respectivamente.

Para todos los ejemplos, se preparó un catalizador de lechada fresco de acuerdo con las enseñanzas de la Patente de E.U.A. No. 2006/0058174, por ejemplo, un compuesto de Mo primero se mezcló con amoníaco acuoso formando una mezcla del compuesto de Mo acuoso, sulfurado con un compuesto que contiene azufre, promovido con un compuesto de Ni, después transformado en un aceite hidrocarbonado, por ejemplo, VGO, a una temperatura de al menos 176.66°C (350°F) y una presión de al menos 14.06 kg/cm2 (200 psig) , formando un catalizador de lechada activo para enviar al primer reactor. La concentración de Mo en VGO es de 5% y la proporción de Ni/Mo es de 10% en peso.

La materia prima de aceite pesado en los ejemplos tiene propiedades como se indican en la Tabla 1.

Descripción de la fuente VR-1 VR-H VR-2 API de la fuente 2.5 1.35 2.70 Gravedad Específica de la 1.06 1.07 1.06 fuente Viscosidad (100C) , cst 14548 - - Viscosidad (130C) , cst 1547 51847 8710 Viscosidad (150C) , cst NA 5647 2102 Azufre de alimentación, % en 5.53 4.3675 5.12 peso Nitrógeno de alimentación, ppm 5688 9907 7900 MCR de alimentación, % en peso 25.4 27.09 29.9 Vanadio de alimentación, ppm 517.7 759.8 671.6 Níquel de alimentación, ppm 102.2 174.3 141.9 Asfáltenos de Heptano caliente, 16.3 19.2 25.7 % en pesó Contenido de VR de alimentación 86.4 95.5 95.7 (1000F+) , % en peso Contenido de HVGO de 97.8 98.9 100 alimentación (800F+) , % en peso Contenido de VGO de 99.6 100 100 alimentación (650F+) , % en peso C de alimentación, % en peso 83.71 84.30 83.24 H de alimentación, % en peso 9.88 9.75 9.53 Proporción de H/C 0.118 0.116 0.114 El sistema de enriquecimiento se operó en dos modos: reciclado y de una pasada. En el modo de reciclaje como en la técnica anterior, una porción de la corriente no volátil (producto STB o de "fondos depuradores") del último reactor se reciclaron de nuevo al primer reactor y una porción se eliminó como una corriente de sangrado. La corriente STB representa aproximadamente 30% de la materia prima de aceite pesado del sistema. La corriente de sangrado representa aproximadamente 15% en peso de la materia prima de aceite pesado para el sistema. La corriente STB contiene aproximadamente de 10 a 15% en peso de catalizador de lechada .

En todas las corridas, efluente tomado del primer reactor se envió al segundo reactor para continuar con la reacción de enriquecimiento. Las corrientes del efluente del segundo y tercer reactor se enviaron a los separadores conectados en serie al segundo y tercer reactor respectivamente, y se separaron en corriente de vapor caliente y corriente no volátil. Las corrientes de vapor ("HPO" o corrientes elevadas de alta presión) se eliminaron de la parte superior de los separadores de alta presión y se recolectaron para análisis posterior. La corriente no volátil que comprende el catalizador de lechada y materia prima de aceite pesado sin convertir del primer separador se envió al tercer reactor. La corriente no volátil que comprende el catalizador de lechada y materia prima de aceite pesado sin convertir del segundo separados (último) es la corriente STB, que ya sea se recicló al primer reactor (para experimentos de "reciclaje") o envió lejos como una corriente residual (para experimentos de "una pasada") .

Las condiciones de hidroprocesamiento fueron como sigue: temperatura del reactor (en tres reactores) en el intervalo de 426.67 - 437.78°C (805 - 820°F) , con la temperatura del reactor promedio como se indica en la las Tablas; una presión total en el intervalo de 168.72 - 182.78 kg/cm2 (2400 a 2600) psig; LHSV es como se indica en la tabla, en el intervalo de 0.1 a 0.30h~1; y velocidad del gas de H2 (SCF/ bbl) de 7500 a 20000. Para algunas de las corridas, algunos de los reactores se pusieron fuera de línea para aumentar el rendimiento de alimentación global (como se indica en las Tablas con el número de reactores en operación) Como se muestra en la Tabla 3 y a un LHSV comparable, el Ejemplo 8 en el modo de una pasada y a baja concentración del catalizador (2500 ppm o/VR) da un grado de conversión que es comparables con el grado de conversión obtenido en el Ejemplo Comparativo 3, para un proceso de enriquecimiento que opera en un modo de reciclaje y a una concentración mucho más alta del catalizador (4200 ppm) . Las conversiones de HVGO y VGO fueron de 93% y 78% respectivamente, junto con conversiones de HDS, HDN, HD MCR y HDM altas. La gravedad API del producto completo ganó cerca de 31 grados, similar a la operación de reciclaje. Los experimentos indicaron que la corriente de reciclaje podría eliminarse sin afectar el rendimiento global, y disminuyendo aumentando el niel del catalizador (2500? 4200 ppm) no cambia significativamente el rendimiento.

Los intentos para correr el sistema de enriquecimiento en un modo de reciclaje y concentración de catalizador comparable (baja) de 2500 ppm Mo/VR no tuvieron éxito en el Ejemplo Comparativo 4, ya que el sistema nunca se estabilizó y con problema de equipo debido al bajo grado de conversión en el modo de reciclaje (formación de coque y deposiciones de sólidos en el reactor) .

Los resultados del Ejemplo 1, Ejemplo Comparativo 1 y Ejemplo Comparativo 2 se evaluaron para comparar el grado de conversión a diferentes grados de rendimiento y un alto grado de catalizador (2.1% de Mo) . El grado de conversión del residuo al vacío (VR) disminuyó como se esperaba a más altos grados de rendimiento, pero estuvo aún a un grado de conversión de >70% (71.74%). Adicionalmente , más del 95% del V y Ni en la alimentación se eliminaron de los productos y la gravedad API del producto completo ganó aproximadamente 17 grados comparada con la alimentación VR.

Los Ejemplos 2-7 fueron para evaluar el sistema de enriquecimiento de una pasada de a varios grados de rendimiento y baja concentración de catalizador (1500-2500 ppm) . Como se muestra en el Ejemplo 2, se realizó >75% de conversión VR a 0.3 VR LHSV y 4200 ppm Mo. Los grados de conversión de HVGO y VGO fueron de 62% y 50% respectivamente, lo que indica que la mayor parte del VR había sido convertida en hidrocarburos/aceites ligeros. Cuando el nivel del aceite se redujo a 2500 ppm (Ejemplo 3) o 1500 ppm (Ejemplo 4), la conversión de VR se aumentó ligeramente debido a la ligera disminución en el LHSV global . Cuando la temperatura del reactor se aumentó de 436.67-437.22°C (818-819°F) a 440.55°C (825°F), el grado de conversión aumentó a 79% con un bajo nivel de catalizador de 2500 ppm de Mo, que es una reducción de 40% en el uso del catalizador comparado con el uso en el modo de reciclaje (Ejemplo Comparativo 3). Como se muestra en el Ejemplos 6-7, se obtuvo una conversión de 92-94% de VR a 2500 ppm de Mo con una ganancia API de producto completo de más de 26 grados .

Como se observa, a una baja proporción de catalizador a aceite (1500-4200 ppm) en el modo de una pasada, al menos se obtiene 75% de conversión de VR (537.78°C (1000°F)) (75-79%) a un alto rendimiento de VR (0.3 LHSV) y a una alta temperatura del reactor de 436.67-440.55°C (818-825°F). El grado de conversión VR se aumentó a 92-94% a 0.15 LHSV y a un grado de conversión casi completo de >98% a 0.1 LHSV y una alta temperatura del reactor de 436.67-440.55°C (818-825°F). También como se observa, la concentración del catalizador en los reactores aumentó de un reactor al siguiente (en serie) , sin el sistema de enriquecimiento opera en ya sea el modo de reciclaje o el modo de una pasada .

Ejemplo Comparativo 10. Se espera que al correr el sistema de enriquecimiento en el modo de una pasada con una muy baja concentración de catalizador, (250 ppm de Mo/VR) hubiera sido fallida, ya que el sistema no se estabilizaría con problemas de obturación, presumiblemente con un bajo grado de conversión debido a una baja concentración del catalizador .

Ejemplo 13. En este ejemplo, se utilizó un material de sacrificio para probar la absorbencia de los asfáltenos y otros depósitos en el sistema de enriquecimiento. Se utilizó un material con una alta capacidad para selectivamente adsorber asfáltenos problemáticos. El material adsorbido de esta forma evita que los asfáltenos desactiven el catalizador, permitiendo que el sistema corra con menos catalizador mientras aún mantiene una alta conversión.

En el Ejemplo 13 (ver tabla 4), se evaluaron dos diferentes materiales adsorbentes de sacrificio. C-2 es un material de negro de carbono comercial de STREM Chemicals que tiene un tamaño promedio de 2-12 mieras. C-l es un negro de carbono obtenido mediante la carbonización del catalizador consumido de lechada en aceite pesado residual obtenido de una corrida de enriquecimiento previa, que tiene un D-90 de 10 mieras (con un tamaño de partícula en el intervalo de 2 a 12 mieras) , y área de superficie BET de 400 m2/g. El material carbónico se cargó a 3000 ppm de Carbón/VR p/p en un experimento de reacción por lotes con 112.5 g de una mezcla de aceite pesado VR-1 /aceite de ciclo (proporción 3:2), y un nivel de catalizador de 1.25% de Mo a alimentación de aceite pesado VR-1. La reacción se llevó a cabo a una presión de 112.48 kg/cm2 (1600 psig) de hidrógeno y con 2 a 5 horas de impregnación a 440.55°C (825°F) . Las corridas con el material carbónico se compararon con los experimentos de reacción por lotes sin el adsorbente de sacrificio. La Tabla 4 resume el rendimiento del catalizador .

Tabla 4 HDN significa hidronitrogenación; HDS significa hidrodesulfuración; HDMCR significa residuo de hidrodemicrocarbó ; VR significa residuo de vacío; at . H/C significa proporción de hidrógeno atómico a carbón; y los valores de sólidos secos se midieron de acuerdo con los métodos conocidos en la técnica. HDN es una medida común para la actividad de hidrogenac ion de un catalizador. Como se muestra, las corridas que utilizan material de sacrificio carbónico mostraron un aumento consistente en la actividad de HDN a ambos tiempos de impregnación de 2 y 5 horas comparado con el control sin el carbón.

Para el propósito de esta especificación y las reivindicaciones anexas, a menos que se indique lo contrario, todos los números que expresan cantidades, porcentajes o proporciones, y otros valores numéricos utilizados en la especificación y las reivindicaciones, se entienden como estando modificados en todas las instancias por el término "aproximadamente". Por consiguiente, a menos que se indique lo contrario, los parámetros numéricos establecidos en las siguiente especificación y las reivindicaciones anexas son aproximaciones que pueden variar dependiendo de las propiedades deseadas buscadas a ser obtenidas y/o la precisión de un instrumento para medir el valor, de esta forma incluyendo la desviación de error estándar para el dispositivo o método que se está utilizando para determinar el valor. El uso del término "o" en las reivindicaciones se utiliza para significar "y/o" a menos que se indique explícitamente que se refiere a alternativas solamente o la alternativa es mutuamente exclusiva, aunque la descripción soporte una definición que se refiere solamente a alternativas e "y/o": El uso de la palabra "un, uno" o "un, uno" cuando se utiliza junto con el término "que comprende" en las reivindicaciones y/o la especificación puede significar "uno", pero también es consistente con el significado de "uno o más" , "al menos uno", y "uno o más de uno". Además, todos los intervalos descritos en la presente son inclusivos de los puntos finales e independientemente combinables. En general, a menos que se indique lo contrario, los elementos singulares pueden estar en plural y viceversa si la pérdida de la generalidad. Como se utiliza en la presente, el término "incluye" y sus variantes gramaticales pretenden ser no limitantes, de tal forma que la recitación de artículos en una lista no es la exclusión de otros artículos similares que pueden sustituirse o agregarse a los artículos enumerados .

Se contempla que cualquier modalidad de la invención explicado en el contexto de una modalidad de la invención puede implementarse o aplicarse con respecto a cualquier otra modalidad de la invención. Igualmente, cualquier composición de la invención puede ser el resultado o puede utilizarse en cualquier método o procedimiento de la invención. Esta descripción escrita utiliza ejemplos para describir la invención, incluyendo el mejor modo, y también permite al experto en la técnica hacer y utilizar la invención. El alcance patentable se define por las reivindicaciones, y puede incluir otros ejemplos que se le ocurren al experto en la técnica. Tales otros ejemplos pretenden estar dentro del alcance de las reivindicaciones si tienen los elementos estructurales que no difieren del lenguaje literal de las reivindicaciones, o si incluyen elementos estructurales equivalentes con diferencias no sustanciales de los lenguajes literales de las reivindicaciones. Todas las citas referidas en la presente se incorporan en la presente expresamente por referencia.

O LO H Tabla 3 Com .

Ej . 8 Ej . 9 Ej . 10 Com . 3 Comp . 4 10 Tipo de alimentación VR-H VR-H VR-H VR-H VR-H VR-H Modo de operación Una Una Una Una Reciclaje Reciclaje pasada pasada pasada pasada Número de reactores 3 3 3 3 3 3 en servicio VR LHSV, h"1 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 LHSV Global (VR-VGO 0.105 0.107 0.109 0.109 0.109 0.109 en catalizador) , h"1 Presión unitaria, 2502 2505 2497 2497 2505 2505 psig Velocidad de H2 total 13500 13500 13500 13500 13500 13500 - scf/bbl-VR Temperatura promedio de los reactores en 818.7 818.7 819.3 819.3 819 819 servicio, F Proporción Mo/VR, ppm 2500 3000 4200 250 4200 2500 API de alimentación 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 VR API de STB 0.8 2.3 3.3 - 3.9 - API de HPO 36.2 36.3 36.1' - 35.9 - API de producto 32.2 32.2 32.2 - 32.3 - completo Conversión de azufre, 91.71 91.12 92.83 - 92.81 - % Conversión de 55.96 59.94 61.11 - 58.90 - nitrógeno, % Com .

Ej . 8 Ej . 9 Ej . 10 Com . 3 Com . 4 10 Conversión MCR, % 94.18 94.47 94.77 - 94.36 - Conversión VR (1000 98.34 98.37 98.37 - 98.18 - F+) , % Conversión HVGO (800 92.85 92.54 92.74 - 92.11 - F+) , % Conversión VGO (650 78.28 78.07 78.15 - 77.61 - F+) , %- HD-vanadio, % 99.79 99.83 99.86 - 99.83 - HD-níquel, % 97.54 97.55 97.66 - 97.88 - Concentración de Mo 4050 na na - 16500 -en 1er. reactor, ppma Concentración de Mo 11500 na na - 26600 - en 2o. reactor, ppma Concentración de Mo 51900 66900 93500 - 44500 -en 3er. reactor, ppma Concentración de Mo en producto STB 17700 21700 30900 - 32500 - (OUT) , ppm Se hace constar que con relación a esta fecha, mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un proceso para hidroprocesar materia prima de aceite pesado, que utiliza una pluralidad de zonas de contacto y al menos una zona de separación, incluyendo una primera zona de contacto y una zona de contacto diferente de la primera zona de contacto, caracterizado porque comprende: proporcionar una fuente de gas que contiene hidrógeno; proporcionar materia prima de aceite pesado; proporcionar una fuente de catalizador de lechada que comprende un catalizador de metal activo que tiene un tamaño de partícula promedio de al menos 1 miera en un diluyente de aceite hidrocarbonado, a una concentración de más de 500 wppm del catalizador de metal activo para la materia prima de aceite pesado; combinar al menos una porción de la fuente que contiene hidrógeno, al menos una porción de la materia prima de aceite pesado, y al menos una porción de la fuente de catalizador de lechada en una primera zona de contacto bajo condiciones de hidrocraqueo para convertir al menos una porción de la primera fuente de materia prima de aceite pesado en hidrocarburos en ebullición inferiores, formando productos enriquecidos; enviar una primera corriente efluente de la primera zona de contacto que comprende los productos enriquecidos, el catalizador de lechada, el gas que contiene hidrógeno, y la materia prima de aceite pesado sin convertir a una primera zona de separación, en donde los productos enriquecidos volátiles se eliminan con el gas que contiene hidrógeno como una primera corriente elevada, y el catalizador de lechada y la materia prima de aceite pesado sin convertir se eliminan de la primera corriente no volátil, en donde la primera corriente no volátil contiene menos de 30% de sólidos; recolectar la primera corriente elevada para procesamiento adicional; y recolectar la primera corriente no volátil para procesamiento adicional.

2. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende: proporcionar un material aditivo seleccionado del grupo que consiste de aditivos inhibidores, agentes anti-espumantes, estabilizadores, depuradores de metal, removedores de contaminantes metálicos, pasivadores metálicos, materiales de sacrificio, y sus mezclas, en una cantidad de menos de 1% en peso de la materia prima de aceite pesado; y en donde, en el paso de combinación, al menos una porción del material aditivo se combina con la fuente de gas que contiene hidrógeno, la materia prima de aceite pesado, y la fuente de catalizador de lechada en la primera zona de contacto.

3. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la pluralidad de zonas de contacto y de zonas de separación se configura en una forma permutable para que opere la pluralidad de zonas de contacto y de zonas de separación en: un modo secuencial; un modo paralelo; una combinación de modo paralelo y modo secuencial; todos en línea; al menos uno en línea y al menos uno en espera; algunos en línea y algunos fuera de línea; un modo paralelo con la corriente efluente de la zona de contacto siendo enviada a al menos una zona de separación en serie con la zona de contacto; un modo paralelo con la corriente efluente de la zona de contacto combinada con una corriente efluente de una zona de contacto diferente y enviar a la zona de separación; y sus combinaciones.

4. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la primera zona de contacto opera a una primera presión y tiene una presión de salida de X, en donde la primera zona de separación tiene una presión de entrada de Y, y en donde existe una caída de presión Z entre la presión de salida X de la primera zona de contacto y la presión de entrada Y de la primera zona de separación, y Z es menos de 0.703 kg/cm2 (100 psi) .

5. El proceso de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la caída de presión Z es menor de 5.27 kg/cm2 (75 psi), y en donde la caída de presión Z no se debe a un dispositivo reductor de presión.

6. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el catalizador de metal activo tiene un tamaño de partícula promedio en la escala de 1 a 20 mieras.

7. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el catalizador de lechada comprende grupos de partículas de tamaño coloidal de menos de 100 mm en tamaño, y en donde los grupos tienen un tamaño de partícula promedio en la escala de 1 a 20 mieras.

8. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende: agregar una cantidad de agua de hasta 30% en peso de la primera materia prima de aceite pesado a la primera zona de contacto.

9. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende: agregar una fuente de aceite hidrocarbonado adicional diferente de la materia prima de aceite pesado, en una cantidad en la escala de 2 a 30% en peso de la materia prima de aceite pesado, a la primera zona de contacto.

10. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque se proporciona una cantidad suficiente de fuente de gas que contiene hidrógeno a los procesos para tener un rendimiento en volumen mayor de 100% en productos enriquecidos que comprenden gas de petróleo licuado, gasolina, diesel, aceite de gas al vacío, y aceites de chorro y combustible.

11. El proceso de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el material aditivo es un material de sacrificio para atrapar metales en la fuente de materia prima de aceite pesado y coque, que tiene un área de superficie BET de al menos 1 m2/g y un volumen de poro total de al menos 0.005 cm3/g.

12. El proceso de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el aditivo es un catalizador de lechada consumido.

13. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos una de las zonas de contacto se mantiene en un modo en espera y el proceso además comprende : mantener la zona de contacto en modo de espera a una temperatura y una presión similar a la temperatura y la presión bajo condiciones de hidrocraqueo de la primera zona de contacto; y en donde se proporciona una cantidad suficiente de fuente de gas que contiene hidrógeno a la zona de contacto en modo en espera para mantener una temperatura y presión similar a la de la primera zona de contacto.

14. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la pluralidad de zonas de contacto operan en un modo paralelo, y el proceso además comprende: proporcionar una segunda zona de contacto, también operada bajo condiciones de hidrocraqueo, al menos una porción de la fuente de gas que contiene hidrógeno, al menos una porción de la materia prima de aceite pesado, y al menos una porción de la fuente del catalizador de lechada; combinar al menos una porción de la fuente de gas que contiene hidrógeno, al menos una porción de la materia prima de aceite pesado, y al menos una porción de la fuente de catalizador de lechada en la segunda zona de contacto para convertir al menos una porción de la materia prima de aceite pesado a hidrocarburos en ebullición inferiores, formando productos enriquecidos adicionales; enviar la primera corriente efluente y una segunda corriente efluente de la segunda zona de contacto que comprende productos enriquecidos adicionales, el catalizador de lechada, el gas que contiene hidrógeno, y la materia prima de aceite pesado sin convertir a la primera zona de separación, en donde la primera corriente elevada y la primera corriente no volátil se eliminan para procesamiento adicional ; y en donde la fuente de materia prima de aceite pesado se alimenta en la segunda zona de contacto.

15. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la pluralidad de zonas de contacto opera en modo secuencial, y además comprende, antes de enviar la primera corriente efluente a la primera zona de separación : enviar la primera corriente efluente de la primera zona de contacto a una segunda zona de contacto que también se mantiene bajo condiciones de hidrocraqueo con fuente de gas que contiene hidrógeno adicional para convertir al menos una porción de la materia prima de aceite pesado sin convertir en la corriente efluente a hidrocarburos en ebullición inferiores, formando productos enriquecidos adicionales; y recolectar la mezcla de productos enriquecidos, el catalizador de lechada, el gas que contiene hidrógeno, y la materia prima de aceite pesado sin convertir de la segunda zona de contacto como una alimentación en la primera zona de separación .

16. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la pluralidad de zonas de contacto opera en un modo paralelo con al menos dos zonas de contacto que se corren en paralelo, que además comprende: combinar al menos una porción de la fuente de gas que contiene hidrógeno, al menos una porción de la materia prima de aceite pesado, y al menos una porción del catalizador de lechada en una segunda zona de contacto bajo condiciones de hidrocraqueo para convertir al menos una porción de la materia prima de aceite pesado a hidrocarburos en ebullición inferiores, formando productos enriquecidos adicionales, en donde la segunda zona de contacto corre en paralelo a la primera zona de contacto; y enviar la primera corriente efluente de la primera zona de contacto y una corriente efluente de la segunda zona de contacto que comprende una mezcla de productos enriquecidos adicionales, el catalizador de lechada, el gas que contiene hidrógeno a la primera zona de separación.

17. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la pluralidad de zonas de contacto opera en un modo paralelo con al menos dos zonas de contacto que se corren en paralelo, que además comprende: proveer un segundo catalizador de lechada, en donde el catalizador de lechada es diferente del catalizador de lechada provisto para la primera zona de contacto; combinar al menos una porción de la fuente de gas que contiene hidrógeno, al menos una porción de la materia prima de aceite pesado, y al menos una porción del segundo catalizador de lechada en una segunda zona de contacto bajo condiciones de hidrocraqueo para convertir al menos una porción de la materia prima de aceite pesado a hidrocarburos en ebullición inferiores, formando productos enriquecidos adicionales, en donde la segunda zona de contacto corre en paralelo a la primera zona de contacto; enviar una segunda corriente efluente de la segunda zona de contacto que comprende una mezcla de productos enriquecidos adicionales, el catalizador de lechada, el gas que contiene hidrógeno, y materia prima de aceite pesado sin convertir como una alimentación para una segunda zona de separación, en donde los productos enriquecidos volátiles adicionales se eliminan con el gas que contiene hidrógeno como una segunda corriente elevada, y el catalizador de lechada y la materia prima de aceite pesado sin convertir se eliminan como una segunda corriente no volátil.

18. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la pluralidad de zonas de contacto opera en un modo paralelo, y además comprende: proporcionar una segunda zona de contacto, también operada bajo condiciones de hidrocraqueo, al menos una porción de la fuente de gas que contiene hidrógeno, al menos una porción de la materia prima de aceite pesado, y al menos una porción de la fuente del catalizador de lechada; combinar al menos una porción de la fuente de gas que contiene hidrógeno, al menos una porción de la materia prima de aceite pesado, y al menos una porción de la fuente de catalizador de lechada en la segunda zona de contacto para convertir al menos una porción de la materia prima de aceite pesado a hidrocarburos en ebullición inferiores, formando productos enriquecidos adicionales; enviar la segunda corriente efluente de la segunda zona de contacto que comprende productos enriquecidos adicionales, el catalizador de lechada, el gas que contiene hidrógeno, y la materia prima de aceite pesado sin convertir a la primera zona de separación, en donde la primera corriente elevada y la primera corriente no volátil se eliminan para procesamiento adicional; y opcionalmente en donde la fuente de catalizador de lechada para la segunda zona de contacto es un catalizador de lechada diferente de la fuente de catalizador de lechada para la primera zona de contacto.

19. El proceso de conformidad con las reivindicaciones 14-18, caracterizado porque además comprende: agregar una cantidad de agua de hasta 30% en peso de la materia prima de aceite pesado a por lo menos una de la primera zona de contacto y la segunda zona de contacto.

20. El proceso de conformidad con las reivindicaciones 14-18, caracterizado porque la fuente del catalizador de lechada para la primera zona de contacto es un catalizador de lechada de Ni solamente o un catalizador de lechada rico en Ni, y la fuente del catalizador para la segunda zona de contacto es un catalizador de lechada solamente de Mo o un catalizador de lechada rico en Mo. RESUMEN DE LA INVENCION Se describe un proceso de una pasada flexible para hidroprocesar materia prima de aceite pesado. El proceso emplea una pluralidad de zonas de contacto y al menos una zona de separación para convertir al menos una porción de la materia prima de aceite pesado en hidrocarburos en ebullición inferiores, formando productos enriquecidos. Las zonas de contacto operan bajo condiciones de hidrocraqueo, utilizando un catalizador de lechada que comprende un catalizador de metal activo que tiene un tamaño de partícula promedio de al menos 1 miera en un diluyente de aceite hidrocarbonado, a una concentración mayor de 500 wppm del catalizador de metal activo para la materia prima de aceite pesado. La pluralidad de zonas de contacto y de zonas de separación se configura en una forma permutable que permite que el proceso de una pasada sea flexible operando en varios modos: un modo secuencial; un modo paralelo; una combinación del modo paralelo y secuencial; todos en línea; algunos en línea y algunos en espera; algunos en línea y algunos fuera de línea; un modo paralelo con la corriente efluente de la zona de contacto siendo enviada a por lo menos una zona de separación en serie con la zona de contacto; un modo paralelo con la corriente efluente de la zona de contacto estando combinada con una corriente efluente de la menos otra zona de contacto y enviada a la zona de separación; y sus combinaciones. En una modalidad, el efluente de una zona de contacto se envía al a siguiente zona de contacto en serie para enriquecimiento adicional, con la siguiente zona de contacto que tiene una caída de presión de cuando mucho 7.03 kg/cm2 (100 psi) , la caída de presión no se debe a un dispositivo reductor de presión como en la técnica anterior. En una modalidad, se agrega al menos un material aditivo seleccionado de aditivos inhibidores, agentes anti-espumantes, estabilizadores, depuradores de metal, removedores de contaminantes de metal, pasivadores de metal, y materiales de sacrificio, en una cantidad de menos de 1% en peso de la materia prima de aceite pesado, a por lo menos una de las zonas de contacto.