Hidrocraqueo Catalitico

Hidrocraqueo Hidrocr aqueo Catalítico Catalític o

Nombre: Ing. María J. Sánchez C.I: 18.008.450

Maracaibo, Octubre de 2010

Introducción

El proceso de craqueo catalítico con hidrogeno fue desarrollad o comercialmente por la I.G. Farben Industries en 1927 con la finalidad de convertir lignito en gasolina.

A inicio de los años 30 este proceso fue llevado a EE.UU por la Esso Research and Engineering Company para usarlo en la degradación del crudo.

La demanda creciente de destilados combustibles en conjunto con el desarrollo de nuevos catalizadores que permitan trabajar a bajas presiones ha motivado la necesidad de convertir los derivados del petróleo de altos puntos de ebullición en gasolina y combustibles para reactores, lo cual llevo al desarrollo de nuevos procesos de transformación del crudo entre los que se encuentra el hidrocraqueo catalítico

Introducción

El proceso de craqueo catalítico con hidrogeno fue desarrollad o comercialmente por la I.G. Farben Industries en 1927 con la finalidad de convertir lignito en gasolina.

A inicio de los años 30 este proceso fue llevado a EE.UU por la Esso Research and Engineering Company para usarlo en la degradación del crudo.

La demanda creciente de destilados combustibles en conjunto con el desarrollo de nuevos catalizadores que permitan trabajar a bajas presiones ha motivado la necesidad de convertir los derivados del petróleo de altos puntos de ebullición en gasolina y combustibles para reactores, lo cual llevo al desarrollo de nuevos procesos de transformación del crudo entre los que se encuentra el hidrocraqueo catalítico

Introducción

El craqueo con hidrogeno tiene por finalidad transformar moléculas hidrocarbonadas de alto punto de ebullición y bajo costo, en fracciones más ligeras de mayor valor, utilizando hidrógeno para aumentar la actividad catalítica, con miras de obtener gasolina, nafta y destilados medios a partir de gasóleos de vacío y gasóleos pesados. Ventajas: 

Mejor balance en la producción de gasolina y destilados.



Mejor rendimiento en gasolina.



Mejoramiento de la calidad y sensibilidad de octano de la gasolina.



Producción de cantidades relativamente altas de isobutanos en la fracción de butanos.

Ubicación en la Refinería

La planta de craqueo con hidrógeno recibe gasóleos de vacío y gasóleos atmosféricos, igualmente recibe los productos de tope de la unidad de coquización además de la alimentación de aceites cíclicos resultantes de las operaciones de Craqueo Catalítico con zeolita, que tienden a ser altamente aromáticas y por ello son excelente alimento para el craqueo con hidrógeno.

Ubicación en la Refinería

Alimentación, productos y subproductos

Alimentación: La alimentación es, generalmente, mas pesada que la gasolina y pueden ser productos de destilación directa o de tratamientos catalíticos, o térmicos. La mas importante de estas es aquella que tenga un alto contenido de aromáticos.

Alimentación, productos y subproductos

Preparación de la alimentación: El catalizador es susceptible de envenenarse con:    

Sales metálicas Oxigeno Compuestos orgánicas de Nitrógeno Azufre

La alimentación se trata con hidrogeno para saturar las olefinas y eliminar los compuestos de oxigeno, nitrógeno y azufre. Los compuestos de nitrógeno y azufre se eliminan por transformación en amoniaco y sulfuro de hidrogeno.

Alimentación, productos y subproductos

Para eliminar estos compuestos es necesario un tratamiento con hidrogeno Algunas de las reacciones que ocurren en este tratamiento son:  Desulfuración a. Mercaptanos: RSH + H 2 RH + H2S b. Sulfuros: R 2S + 2H2 2RH + H2S  Desnitrogenación a. Pirrol: C4H4NH + 4H2 C4H10 + NH3 b. Piridina: C5H5N + 5H2 C5H12 + NH3 Los compuestos de amoniaco se comportan como venenos permanentes del catalizador, sin embargo el amoniaco producto de las reacción del nitrógeno con el hidrogeno no afecta permanentemente el catalizador.

Alimentación, productos y subproductos

El contenido de agua también debe ser reducido a menos de 25 ppm, esto debido a que a las temperaturas requeridas por el craqueo catalítico con hidrogeno, el vapor de agua hace que la estructura cristalina de los catalizadores se colapse. La eliminación de agua se logra haciendo pasar la alimentación a través de un lecho de sílice o un tamiz molecular.

Alimentación, productos y subproductos

La mayor parte de las plantas de hidrocraqueo están orientadas hacia la producción de gasolina. Es por esta razón que es considerada el producto principal. Subproductos: 

Hidrocarburos ligeros (C3 , C4)



Gasoil y queroseno.

Reacciones

Reacción de craqueo térmico acompañado por hidrogenación.

Presión: 1000 1200 psig Temperatura: 500 750 F –

–

°

Mecanismo de Reacción

Reacciones típicas de craqueo con H2 .

Mecanismo de craqueo catalítico con hidrogenación superpuesta.

Termodinámica

Reacción de craqueo

Endotérmica

Reacción de Hidrogenación

Exotérmica

En conjunto las reacciones proporcionan un exceso de calor, debido a que la cantidad de calor cedida por la reacciones exotérmicas es mayor a la cantidad de calor consumida. Incremento en la temperatura de reacción y en la velocidad de reacción Inyección de hidrogeno frio

Procesos de craqueo con hidrógeno

Catalizadores Se utilizan principalmente dos tipos de catalizadores:  Metal / soporte ácido.  Óxidos o sulfuros / soporte ácido. Soporte

Metales

Óxidos o sulfuros

Silico aluminas, aluminas adicionadas de halogeno y tamices moleculares

Platino, Paladio, Níquel, Cobalto.

De Molibdeno, Volframio, Níquel y Cobalto

–

La parte de sílice y alúmina proporciona la actividad para el craqueo, mientras que los metales de las tierras raras ayudan a la hidrogenación.

Descripción del proceso Todos los procesos de hidrocraqueo son similares. Difieren esencialmente, en detalles de concepción y en el catalizador. 

Una etapa.



Dos etapas.

Descripción del proceso

Craqueo con hidrógeno en lecho móvil

Variables del proceso

Temperatura: primer medio de control de la conversión Temperatura

Velocidad, se mantiene la conversión de reacción.

Presión del reactor: el efecto primario es su acción sobre la presión parcial del hidrógeno y del amoniaco. Pt

;P

°

;

Presión del reactor

Presión parcial, de H2

conversión

Variables del proceso

Velocidad espacial Velocidad Espacial

Tiempo de contacto

conversión

Contenido en Nitrógeno Contenido de nitrógeno orgánico

Conversión

Sulfuro de Hidrógeno Bajo H2 Inhibe la saturación de anillos aromáticos, conserva hidrogeno y aumenta el octanaje

Balance de materiales de una unidad de Hidrocraqueo.

Costos de operación. Consumo de servicio Hidrocracking de gasoil para producir gasolina. Servicios Combustible, Kcal / 350 000 a 500 000 m3 75 a 100 Electricidad, KW h / 25 a 50 3 m 12 a 25 3 Vapor, Kg/m Agua de refrigeración, m3/m3 Catalizador: Kg / m3 0.125 a 350 Estimado F / m3 2.2 a 6 Mano de obra 2 a 3 hombres por turno Mantenimiento

4% de la inversión anual

Costos de operación.

Costos de operación.

Caracterización de los productos.

Caracterización de los productos.

Caracterización de los productos.

Caracterización de los productos.

Nuevos avances en Hidrocraqueo. Maximize Assets. Drive Result. UOP. 2010 Se tratan los nuevos avances en los procesos de transformación del petróleo debido al crecimiento de la demanda de combustibles tales como la gasolina. Los desafíos incluyen materias primas disponibilidad y calidad, las limitaciones de recursos, restricciones de gasto de capital, el medio ambiente reglamentos, requisitos del motor, y la seguridad energética. El proceso de hidrocraqueo (Unicracking de UOP) presenta capacidad para manejar una amplia gama materias primas, es un proceso básico para aumentar el contenido de productos de calidad de los productos. proceso diferente. Las variaciones del proceso comprenden la introducción de otra etapa de reacción, disminución en el consumo de hidrogeno y máximo aprovechamiento de el energía dentro del proceso , las modificaciones en el proceso están enfocadas al máximo aprovechamiento posible. Mediante la modificación de los catalizadores utilizados en el proceso. ™

Hidrocraqueo Catalítico

Nuevos avances en Hidrocraqueo. Hidrocracking Catalyst and hydrocrabon. Feb. 8, 2007.

process

for

producing

liquid

La presente invención se refiere a un catalizador para la producción de hidrocarburos líquidos a partir de hidrocarburos parafínicos, en presencia de hidrógeno y un proceso de producción de hidrocarburos líquidos con un catalizador En un proceso de hidrocraqueo de un hidrocarburo parafínico, es importante para obtener destilados medios con un alto rendimiento a bajas temperaturas. El hidrocraqueo de un gasóleo de vacío es una tecnología que se ha establecido desde hace más de décadas. Sin embargo, ya que la diferencia entre la reactividad de un hidrocarburo parafínico y que de un gasóleo de vacío es tan importante que es difícil de usar el catalizador de este último como lo es para el hidrocraqueo de un hidrocarburo parafínico, la investigación y desarrollo han sido continuó con fuerza para dirigir el desarrollo de un catalizador muy eficiente para los hidrocarburos parafínicos.