Refinacion

CRAQUEO TERMICO

El craqueo de hidrocarburos se conoce desde finanles del siglo 19, pero su auge data realmente desde principios del siglo 20 con el desarrollo de la industria automovilistica. El primer equipo vio a luz en 1935. A pesar de la notable realización de unidades combinadas en las que destilación, craqueo termico, reformado termico, coquización y reducción de viscocidad se realizaban simultaneamente, un recien llegado, a finales de los años 30, el craqueo catalitico ganó terreno y se impuso en la industria petrolera.

El craqueo termico puede decirse que es el proceso de transformacion de hidrocarburos que pone en juego la temperatura como agente de activación. Es endotermico y, en consecuencia el horno resulta el equipo esencial. El resto del equipo permite separar los productos, y es tanto mas complejo cuanto mas severas sean las especificaciones de pureza que han de cumplir aquellos. Esencialmente el craqueo termico consiste en la ruptura de las moleculas de hidrocarburos, bajo la unica influencia de la temperatura seguida de otras rupturas o recombinaciones de los grupos formados inicialmente. Las olefinas es un tipo de hidrocarburo que se produce en este tipo de reacciones y que por lo general no esta presente en el crudo de alimentación.

Las aplicaciones industriales alcanzan a todos los cortes de hidrocarburos susceptibles de fabricarse en una refineria. La gama de productos es extremadamente variada: gases ligeros, no saturados, olefinas y poliolefinas, gas domestico, aromaticos, gasolina, fueloil,gasoil y coke. El craqueo térmico, en las modernas aplicaciones, es siempre un proceso muy flexible, que permite equilibrar ventajosamente los programas del fabricante de las refinerias. Entre las ventajas brindadas por el craqueo termico tenemos:

• Revalorizar un producto barato,transformandolo en otro muy solicitado,por ejemplo el gasoil en gasolina.

• Eliminar productos de salidas restringidas, por ejemplo, transformación completa de un fueloil pesado en gas, gasolina y coke.

• Producir productos escasos en el mercado, por ejemplo olefinas ligeras para petroquimica.

• Mejorar la caliad de un producto: aumento del número de octano de una gasolina o reducción de la viscocidad de un fuel oil pesado.

La temperatura, y el tiempo durante el cual se aplica, son los parametros esenciales que influyen sobre la transformacion. Actualmente no se utiliza el craqueo térmico para producir gasolina de calidad. Algunos procesos comerciales asoiados a este tipo de metodo son los siguientes:

• Reducción de viscocidad (Viscosity Breaking)

• Craqueo en fase liquida (Mixed-phase craking)

• Craqueo en fase gaseosa (Vapor-phase craking)

• Craqueo selectivo (Selective Craking)

• Craqueo Termico de Naftas (Thermal Craking of naphtas)

• Coquifización.

Reducción de Viscocidad (Viscosity Breaking)

La ruptura de la viscosidad es una forma suave de craqueo térmico que rebaja el punto de goteo de los residuos parafínicos y reduce bastante la viscosidad de la carga sin afectar a su límite de ebullición. En general se puede decir que es un proceso de craqueo termico, poco severo, del fuel oil pesado. Como indica su nombre, su fin es reducir la viscocidad del fueloil. La operación se efectua en la misma instalacion convencional: Horno y camara de reacción. La temperatura es baja, 860 – 900 grados F. La viscocidad del fueoil se reduce en forma sensible ( de 700 a 230 SSU a 210 grados F) con un rendimiento proximo a 90%. La producción de gas y el numero de octano de la gasolina son bajos.

Coquización

La coquización es una forma enérgica de craqueo térmico utilizada para obtener gasolina de destilación directa (nafta de coquificador) y diversas fracciones de destilación intermedia (gasoil de bajo contenido de carbon), que se utilizan como carga para craqueo catalítico. En este proceso, el hidrógeno de la molécula de hidrocarburo es reducido de forma tan completa, que el residuo es una forma de carbono casi puro, denominado coque.

En general este proceso termico se emplea para la conversión continua aceites de bajo grado en productos mas ligeros. Esta operación permite eliminar los residuos pesados transformandolos en Coke que se utiliza en la industria del aluminio (electrodos). Las instalaciones permiten tratar un residuo con un 28% de Carbono Conradson. Los productos obtenidos son, ademas del Coke, son gases, gasoils pesados, gasolinas, gasoil ligero.

La instalación del tipo clasico utiliza al menos dos camaras de reaccion, alternativamente en coquización y descoquización. La presión es de aproximadamente 30 lpc y la temperatura varia de 900 a 960 grados F. La relación de recirculación es de 1 a 3. Los rendimientos en Coke son directamente proporcionales al valor de Carbono Conradson de la alimentación, pudiendo alcanzar un 50% para un carbono de 30% y 20% para un carbono 10%. Los rendimientos en gasolina son del orden de 15 a 20% y los de gasoil de 45 a 50%. Para evitar la formación de Coke en los tubos del horno hay que prescribir particularmente las velocidades demasiado bajas..

Basicamente, el proceso de coquificación difiere del craqueo termico normal, en que el tiempo de de reacción de craqueo es mayor que que el proceso original.. Junto con la reducción de viscocidad este es uno de los procesos de craqueo termico en los cuales se hace mas enfasis. Algunos procesos comerciales asociados a este tipo de metodo son los siguientes:

• Coquificación retardada (delayed coking)

• Solidos fluidizados (Fluid Coking)

• Decarbonización (descarbonizing)

• Coquificación de baja presión (Low pressure coking)

• Coquificacion de contacto continuo ( Continous Contact coking)

• Coquificación de alta temperatura (high-temperature oven coking)

Coquización Retardada

Coquización retardada es empleado para convertir cualquier tipo de crudo reducido en producto para alimentación al craqueo catalitico. Primero se carga el material en un fraccionador para separar los hidrocarburos más ligeros y después se combina con el petróleo pesado reciclado. El material pesado pasa al horno de coquización y se calienta hasta altas temperaturas a bajas presiones para evitar la coquización prematura en los tubos del calentador, produciéndose una vaporización parcial y un craqueo suave.

La mezcla de líquido y vapor se bombea desde el calentador a uno o más tambores de coque, donde el material caliente permanecen aproximadamente 24 horas (retardo) a bajas presiones hasta que se descompone en productos más ligeros. Cuando el coque alcanza un nivel predeterminado en un tambor, el flujo se desvía a otro tambor para mantener la continuidad de la operación. El vapor procedente de los tambores se devuelve al fraccionador para separar el gas, la nafta y los gasóleos, y reciclar los hidrocarburos más pesados a través del horno. El tambor lleno se trata con vapor para eliminar los hidrocarburos no craqueados, se enfría mediante inyección de agua y se decoquiza mecánicamente por medio de un tornillo sin fin que asciende desde el fondo del tambor, o hidráulicamente, rompiendo el lecho de coque con agua a alta presión proyectada desde un cortador rotativo.

Dependiendo de distribución de productos deseada, parte de las operaciones pueden ser constar de varios ciclos o de un solo ciclo. Parte del calor ue se produce en la torre de fraccionamiento es empleado para la generación de vapor. Como un ejemplo de este proceso tenemos que para un crudo reducido en la alimentación con una medida de Carbon Conradson de 6%, puede obtenerse entre un 65 a 75% de gasoil, de 15 a 20% gasolina, y de un 12 a 17% en peso de Coke.

Las condiciones normales de operación para unidades de coquificación retardada son de 900 a 940 grdos F en la salida del horno, asi como temperatura entre 780 a 840 grados F, y presiones de operación de 10 a 70 lpc en los cilindros de Coke.

PROCESOS CATALITICOS

A pesar de que las primeras experiencias de transformación de los hidrocarburos en presencia de un catalizador, parecen remontarse a finales del siglo 19, la primera unidad industrial fue construida en 1936, en los Estados Unidos. Los procesos catalíticos corresponden a mejoras en los procesos térmicos para la conversión de los crudos reducidos de los procesos de Destilación, de crudos vírgenes pesados, de gases producto de otros procesos y aun de residuos pesados de los mismos procesos térmicos y catalíticos. Este tipo de procesos constituyen en mucho el núcleo de las refinerías modernas en la búsqueda de maximizar el volumen de productos de alto valor comercial que se obtienen en los centros de refinación.

CRAQUEO CATALITICO

Este es uno de los procesos conversión o transformación en refinación, empleados para convertir productos pesados de alto punto de ebullición en productos mas livianos, de

...