Hidroprocesamiento

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La alimentación de aceite pesado para la destilación atmosférica es desalinizada en una unidad de dos o tres etapas, esto con el fin de remover tantas sales inorgánicas y sólidos suspendidos como sean posibles.

Los residuos de la destilación atmosférica son filtrados antes de ser alimentados al proceso de hidroprocesamiento para remover sólidos de tamaño mayor a 25 Å, se mezcla con hidrógeno recirculado, se calienta hasta la temperatura de reacción y se carga en la parte superior del reactor preventivo. Los sólidos suspendidos se quedarán en esa zona y la mayor parte de los metales se depositará en el catalizador

Los tres o cuatro reactores que siguen al preventivo son operados y diseñados para que remuevan azufre y nitrógeno, también para craquear el material de rangos de más de 1050°F.

Posterior a esto se separa el hidrógeno recirculado y la corriente de líquido rico en hidrocarburos se fracciona en equipos de destilación, ya sea atmosférica o al vacío, dependiendo del tratamiento que se le haya dado y de los resultados que se obtengan del hidroprocesamiento.

A continuación, en la Tabla 1, se muestran los resultados del hidroprocesamiento de un crudo pesado venezolano denominado Jobo.

Tabla 1. Resultados del hidroprocesamiento de crudo Jobo

Alimentación

Producto

Gravedad, °API

8.5

22.7

Azufre, %peso

4.0

0.8

Níquel, ppm

89

5

Vanadio, ppm

440

19

Residuos, %peso

13.8

2.8

Fuente:Petroleum Refining 2001

Hidroprocesadores de lechos móviles

Algunas compañías han trabajado para lograr aprovechar las ventajas de los diferentes sistemas que se pueden utilizar para este proceso. Chevron y Shell son ejemplo de ello; pues han logrado desarrollar tecnología que combina las ventajas del hidroprocesamiento en lechos fijos y en ebullición.

Los reactores que Shell y Chevron han desarrollado permiten el flujo de catalizador mediante la gravedad, desde la parte superior hasta la inferior, con un mecanismo que permite que el catalizador ya usado pueda ser constantemente removido del fondo y así, nuevo catalizador sea agregado en la parte superior. Esta adición permite que los catalizadores que ya contienen mucho metal puedan ser removidos sin necesidad de parar el proceso y así se logre algo con un mejor ritmo. El consumo de catalizadores es mucho menor que el de un lecho en ebullición, pues estos sistemas remueven únicamente los altamente cargados en metales y permite que los que no se han cargado en exceso permanezcan para que den un mejor rendimiento.

La tecnología de Shell es conocida como proceso HYCON y el proceso de Chevron se conoce como OCR (Onstream Catalyst Replacement).

La figura 3 nos muestra una simplificaición del proceso OCR de Chevron. El reactor OCR añade catalizador fresco y elimina el catalizador gastado de un reactor de alta presión mientras la unidad está en funcionamiento. Se añade catalizador fresco en la parte superior del reactor mientras residuo se introduce en la parte inferior. Tanto el catalizador y alimentación se mueven a través del reactor en un flujo a contracorriente, haciendo que el residuo sucio se ponga en contacto con el catalizador “viejo” primero. El flujo ascendente del residuo a través del reactor OCR expande ligeramente el lecho de catalizador. Esto aumenta el contacto residuo/catalizador, minimiza el taponamiento del reactor y crea una caída de presión constante para los patrones de flujo óptimos.

Fig. 3 Diagrama simple del proceso OCR de Chevron (http://www.chevrontechnologymarketing.com/)[pic 5]

Reformación Catalítica

La reformación catalítica es un proceso por el cual destilados ligeros de petróleo (naftas) se ponen en contacto con un catalizador que contiene platino a temperaturas elevadas y presiones de hidrógeno entre límites de 345 a 3,450 kPa (50-500 psig) con el propósito de elevar el número de octanos de la corriente de alimentación de hidrocarburo. La alimentación de nafta de parafina rica, es convertida a un producto líquido de gran índice de octanos que es rico en compuestos aromáticos. El hidrógeno y otros hidrocarburos ligeros también son producidos como subproductos de reacción. Además de la utilización de reformado como un componente de mezcla de combustibles de motor, también es una fuente primaria de compuestos aromáticos utilizados en la industria petroquímica.

La necesidad de mejorar las naftas se reconoció a principios del siglo 20. Los procesos térmicos se utilizaron primero y los procesos catalíticos fueron introducidos en la década de 1940 ofreciendo mejores rendimientos y altos octanos. Los primeros catalizadores se basan en óxido de molibdeno soportado, pero pronto fueron sustituidos por catalizadores de platino. El primer proceso de reformado a base de platino, proceso de plataformas ™ de UOP, entró en operación en 1949. Desde la primera unidad de plataformas se comercializó y avances se han hecho de forma continua, incluyendo la optimización de parámetros, formulación del catalizador, el diseño del equipo, y la maximización del producto reformado y los rendimientos de hidrógeno. La necesidad de aumentar los rendimientos y octano condujo a las operaciones de mayor gravedad. Esto también produjo un aumento de la coquización del catalizador y las tasas de desactivación más rápidos.

Las primeras unidades de reformado catalítico fueron diseñados como semiregeneradores (SR), o unidades de lecho fijo, utilizando catalizadores de Pt / alúmina. Unidades de reformado semiregenerativo se cierran periódicamente hacia abajo para la regeneración del catalizador. Esto implica la quema de coque y reacondicionamiento de metales activos del catalizador. Para minimizar la desactivación del catalizador, estas unidades se hicieron