CATALIZADORES DE CRAQUEO FLUIDIZADO
Enviado por Dara27_h • 13 de Octubre de 2021 • Informes • 3.365 Palabras (14 Páginas) • 80 Visitas
CATALIZADORES DE CRAQUEO FLUIDIZADO
Definición
El catalizador de craqueo fluidizado es un polvo fino y poroso compuesto de óxidos de silicio y aluminio. Otros elementos pueden estar presentes en muy pequeñas cantidades. Tanto los sitios ácidos del tipo Bronsted como Lewis, están asociados con el aluminio. Los sitios ácidos inician y aceleran las reacciones de carbocatión que causan la reducción del tamaño de las moléculas de los aceites del petróleo, a las condiciones del reactor, de una unidad de FCC. Cuando se airea con gas, el polvo adquiere la propiedad de parecer un fluído, lo que permite comportarse como un líquido, esta propiedad permite, que el catalizador que circula entre el reactor y el regenerador – tome el nombre de catalizador de craqueo fluidizado.
Catalizador Fresco vs. Catalizador de Equilibrio
El catalizador fresco de craqueo fluidizado, es el catalizador tal como se fabrica y vende. El catalizador de equilibrio es el catalizador circulante en la unidad. Como el nombre indica, el catalizador de equilibrio es el catalizador que ha alcanzado el equilibrio (estado estacionario) con el ambiente de la FCCU. Actualmente, los catalizadores raramente se equilibran, debido a los frecuentes cambios en la operación del craqueador catalítico. Cuando el catalizador se equilibra, los contaminantes de la carga se depositan en él y éste está expuesto a las severas condiciones de operación del regenerador. El catalizador del equilibrio pierde actividad, se hace menos selectivo y sufre cambios físicos, como la pérdida del área superficial y la reducción del tamaño de la celda unidad, debido a su uso en la unidad.
Los refinadores retiran el catalizador de equilibrio de los regeneradores y lo reemplazan por catalizador fresco a fin de controlar la calidad del inventario del catalizador circulante.
El catalizador de equilibrio es llamado también catalizador gastado o regenerado. El catalizador gastado es el catalizador que deja el reactor cargado de coque, es decir en una condición de gastado. Como es lógico suponer por su nombre, el catalizador regenerado es el que sale del regenerador. Ya que el catalizador de equilibrio que es retirado de la unidad se toma en el regenerador, es también un catalizador regenerado.
Componentes del Catalizador
Además del silicio, aluminio y pequeñas cantidades de otros elementos, los catalizadores contienen sodio y generalmente tierras raras. Debido a que el agua se usa en la manufactura del catalizador, cierta cantidad permanece en el catalizador terminado, en diversos grados, dependiendo del procedimiento de manufactura. El catalizador de craqueo fluidizado se vende en base seca.
Los catalizadores están formados por partículas esféricas en un rango de tamaño extremadamente pequeño y normalmente están disponibles en grados tipo fino, mediano y grueso. Estos grados poseen un tamaño promedio de part5ícula (APS) de 58, 64 y 72 micrones, respectivamente.
Manufactura del Catalizador de FCC
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Desactivación del Catalizador de Craqueo Fluidizado
Los catalizadores de craqueo fluidizado son desactivados por el proceso de coquificación que ocurre durante la reacción de craqueo, por los efectos de la regeneración y por los contaminantes de la carga. La desactivación puede ser de naturaleza temporal o permanente, dependiendo del tipo y causa del proceso de desactivación. Esta sección comenzará con una revisión de la perdida de actividad del catalizador debido al tiempo, temperatura y efectos del vapor durante la regeneración. La coquificación del catalizador y los contaminantes presentes en la carga, serán cubiertos en las secciones siguientes.
Desactivación Térmica
La desactivación térmica del catalizador es una desactivación permanente que ocurre a muy altas temperaturas, causadas por alimentaciones reversas (la carga que accidentalmente se dirige al regenerador en lugar de ir al riser) y la excesiva exposición al aceite de antorcha. El efecto de la desactivación térmica es usualmente más severo que aquella causada por la desactivación hidrotérmica (vapor), aunque siempre hay algo de vapor presente en el regenerador.
La pérdida de actividad por efecto térmico es causada por la fusión de las estructuras activas del catalizador. Puede detectarse por la pérdida del volumen de poros, área superficial y la formación de ciertas fases de alúmina. El análisis de los catalizadores de equilibrio que están desactivados térmicamente, muestra la presencia de cantidades significativas de materiales tales como cristobalita y mullita, que son estructuras que se producen a temperaturas superiores a los 1800 °F.
Desactivación Hidrotérmica
La desactivación hidrotérmica también origina una pérdida de actividad permanente y es el mecanismo de pérdida de actividad prevalerte durante el ciclo de regeneración. La desactivación hidrotérmica origina la desaluminización de la zeolita y subsecuente pérdida de la cristalinidad (y área superficial), así como también el cambio del tamaño de poros y la pérdida del área superficial de la matriz.
El vapor está siempre presente en los regeneradores de la FCCU. Este presenta del 15% al 25 % V de la mezcla gaseosa típica de los regeneradores de una sola etapa. El vapor, tiempo y temperatura eliminan los átomos de aluminio de la estructura de la zeolita, lo que causa que una gran parte de su estructura colapse. Algunas zeolitas se “desaluminizan” a un menor tamaño de celda de unidad, sin colapsar. El mecanismo de desaluminización es similar, aunque una versión sin control, del paso que en la manufactura envuelve, la calcinación por vapor de las zeolitas estándar Y para hacer la USY.
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