Seminario coquizacion y viscorreducción

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FUNDACIÓN UNIVERSIDAD DE AMERICA

COQUIZACIÓN Y VISCORREDUCCIÓN ALIMENTACIÓN, PRODUCTOS, DESCRIPCIÓN DEL PROCESO REACCIONES Y VARIABLES DE OPERACIÓN)

RESPONSABLES:

Brenda Dayan Perilla Pachon     Cod 6161763

Sandra Carolina Rios Herrera    Cod 6152628

PROFESOR:

ORLANDO CASTIBLANCO

7 DE OCTUBRE DEL 2019

PETROQUÍMICA

TABLA CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN                                                                                           3

1. CAPITULO I COQUIZACIÓN                                                                       4

2.1 Contexto Histórico                                                                         4

2.2 Descripción de tecnologías e impacto tecnológico                        5

2.3 Procesos químicos involucrados y condiciones de operación       6

2.4 Aspecto económico                                                                        9

3. CAPITULO II VISCORREDUCCIÓN                                                            11

3.1 Contexto Histórico                                                                        11

3.2 Descripción de tecnologías e impacto tecnológico                       12

3.3 Procesos químicos involucrados y condiciones de operación      13

3.4 Aspecto económico                                                                       16

1. ASPECTO AMBIENTAL                                                                               17
2. CONCLUSIONES                                                                                           18

5. REFERENCIAS                                                                                                19

1. INTRODUCCIÓN  

En el siguiente trabajo se va a tratar el craqueo térmico, el cual consiste en descomponer los hidrocarburos pesados a compuestos más livianos por medio de altas temperaturas; con el descubrimiento de los pozos no convencionales y la necesidad de reducir los productos pesados del petróleo, se buscaron nuevos procesos que tienen como fin el aprovechamiento de los residuos para generar materias primas para otros procesos o productos comerciales.

Estos nuevos procesos se centraron en la coquización y viscorreducción, los cuales tienen como objetivo común la refinación de los residuos obtenidos de las torres de destilación atmosférica y de vacío en productos de mayor valor económico; pero se diferencian en el proceso de obtención de dichos productos.

Mientras que la coquización consiste en un craqueo suave a altas temperaturas y bajas presiones con el fin de obtener una mezcla liquido vapor a separar, la viscorreducción busca reducir la viscosidad disminuyendo el punto de ebullición para romper los enlaces generando mayor cantidad de productos medios.

Así mismo se va a ir observando a lo largo del trabajo el impacto económico y ambiental de estos procesos y sus productos.

2. CAPITULO I COQUIZACIÓN

2.1. CONTEXTO HISTÓRICO

La coquización es una forma de craqueo térmico utilizada para obtener gasolina de destilación directa y fracciones de destilación media, que se usan como materiales para craqueo catalítico, donde se tiene como residuo una forma casi pura de carbono llamada coque.

El coque se denomina un producto combustible sólido y poroso que se usó por primera vez en el siglo XVIII en la fusión del hierro, pero hasta 1730 en Inglaterra se comenzó a utilizar corrientes nuevas de este combustible, ya que antes el método de carbonización eran las pilas; estas nuevas corrientes hacen que hacia 1780 se empiece una transición entre las pilas y los primeros hornos.

      El primer horno fue diseñado por Darby I, quien desarrollo un método de producción de hierro de una gran calidad en un horno alimentado por coque que comenzó a funcionar en 1709 en Coalbrookdale (Inglaterra), lo cual genero un gran avance en la producción de hierro y una innovación en el comienzo de la era industrial.1 

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IMAGEN 1: El horno alto de Darby I; tomado de www.patrimonioindustrialvasco.com/patrimonio/carbon-coque-cok-historia-fabricacion-inglaterra-francia-hornos/
 

Por otro lado, en Francia, él ingles William Wilkinson quien provenía de una familia ligada a la elaboración de hierro, creo el primer horno alimentado por coque, el cual se construyo en 1872 en Le Creusot y dio paso a la construcción de los hornos de coque, evitando así la carbonización al aire libre y el uso de los famosos beehive ovens (hornos panaderos) los cuales no tenían buen rendimiento.

1. DESCRIPCIÓN DE TECNOLOGÍAS E IMPACTO TECNÓLOGICO

Las nuevas tecnologías que han sido implementadas en coquización son:

1. La gasificación: Consiste en degradar los productos de fondos de las previas destilaciones de forma directa para transformarlos en combustibles gaseosos por la reacción generada entre el vapor de agua, oxígeno y los hidrocarburos para producir una mezcla de algunos entre estos compuestos mas impurezas.

Este proceso requiere que el alimento cumpla con ciertas condiciones como lo son un bajo contenido de humedad, bajo porcentaje de cenizas y agentes gasificantes ( O2, H2 o vapor de agua).            

1. El lecho fluidizado: Con el fin de minimizar la formación de coque, este proceso se da sobre un lecho fluidizado con vapor; el proceso inicia introduciendo el alimento que ha sido precalentado sobre el coque que se encuentra caliente y se craquea, separando los compuestos mas livianos, los cuales salen por arriba del reactor y entran a la columna de destilación, mientras que la corriente de fondos se lleva a un lecho fluidizado por aire donde ocurre una combustión, la cual calienta el coque hasta 650°C para posteriormente recircularse en el primer lecho.

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Imagen 2: Diagrama de proceso de lecho fluidizado; tomada de www.ingenieriaquimica.net/articulos/317-refino-del-petroleo-v-coking  

2.3 PROCESOS QUÍMICOS INVOLUCRADOS Y CONDICIONES DE OPERACIÓN

Existen dos tipos de procesos de coquización, los cuales son:  

2.3.1 Coquización continua: Consiste en utilizar el calor transferido del coque reciclado a una carga de un reactor donde ocurre un craqueo térmico, el cual opera a presiones menores y temperaturas más altas que la coquización retardada; tomando los productos gaseosos y vapores del reactor para ser enfriados y fraccionados.

El coque generado de la reacción entra en un tambor de compensación y se eleva hasta un alimentador y clasificador donde se separa, haciendo que el coque restante caiga al precalentador del reactor y sea reciclado con la carga.2     

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Imagen 3: Diagrama de proceso de la coquización continua; tomada de https://dokumen.site/download/coquizacion-retardada-a5b39ef75dcc07  

2.3.2 Coquización retardada: Consiste en dos procesos, primero el craqueo térmico y luego la coquización, donde ocurre una reacción endotérmica que genera una coquización compleja que toma lugar en etapas.

Inicialmente se carga el crudo en un fraccionador para separar los hidrocarburos, donde el crudo pesado se somete a altas temperaturas y bajas presiones produciendo una vaporización parcial y un craqueo suave, luego la mezcla liquido vapor es bombeada a los tambores de coque donde se mantiene caliente la mezcla aproximadamente por 24 horas. Se genera una continuidad en los tambores en los cuales el vapor procedente se recircula al fraccionador para separar los productos.           [pic 5]

   Imagen 4: Diagrama de proceso de la coquización retardada; tomada de https://dokumen.site/download/coquizacion-retardada-a5b39ef75dcc07  

En ambos tipos de coquización se encuentran como productos coque, gas combustible, propano, butano, nafta (liviana y pesada) y gas oíl (liviano y pesado) y su alimento consta de cuatros corrientes Residuo corto AV-2 y 3 en un 75%, residuo corto AV-1 en un 5%, asfalto de PDA-1 y2 en 12% y residuo de tanque en un 8% aproximadamente.  

Las principales reacciones que se generan durante este proceso son:

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