I UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA CARRERA DE TECNOLOGÍA DE PETRÓLEOS ANÁLISIS DESCRIPTIVO DEL PROCESO MEROX PARA LA OBTENCIÓN DE GASOLINAS DESULFURADAS EN LA REFINERÍA ESTATAL DE ESMERALDAS. TESIS DE GRADO PREVIA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE TECNÓLOGO DE PETRÓLEOS CARÁTULA Autor: CARLOS ALBERTO CALDERÓN GARCÍA Director de Tesis: ING. FAUSTO RAMOS QUITO-ECUADOR 2010 II DECLARACIÓN Del contenido del presente trabajo se responsabiliza el autor. __________________________________________ CARLOS ALBERTO CALDERÓN GARCÍA C.I. 0802379685 AUTOR III INFORME DEL DIRECTOR CE Quito, 8, Noviembre del 2010 INFORME DEL DIRECTOR Sr. Ing. MBA. MSc. Jorge Viteri Moya DECANO FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL Presente De mi consideración: Me permito informarle que la tesis: “ANÁLISIS DESCRIPTIVO DEL PROCESO MEROX PARA LA OBTENCIÓN DE GASOLINAS DESULFURADAS EN LA REFINERÍA ESTATAL DE ESMERALDAS”, realizada por el Señor CARLOS ALBERTO CALDERÓN GARCÍA, previa a la obtención del título de TECNÓLOGO EN PETRÓLEOS, ha sido concluida bajo mi dirección y tutoría, por lo que solicito el trámite subsiguiente. Por la atención a la presente, le anticipo mi agradecimiento. Atentamente, Ing. FAUSTO RAMOS A. DIRECTOR DE TESIS IV AGRADECIMIENTO Agradezco a Dios por guiar mis pasos por el camino del bien, a mi madre Carmen y a mi padre Carlos por su apoyo incondicional recibido en todo momento de mi vida estudiantil, a mis hermanos y todos y cada uno de mis familiares que de una u otra manera me apoyaron para poder salir adelante con mi carrera universitaria. A la Universidad Tecnológica Equinoccial, al señor Decano Ing., Jorge Viteri y al Subdecano Ing. Bolívar Haro, por acogerme en sus aulas y permitir desarrollarme académica y personalmente. Agradezco a mi Director Ing. Fausto Ramos por la orientación, ideas y consejos recibidos, que me ayudaron mucho para poder realizar mi proyecto de tesis. Mi voz de agradecimiento al Ing. Juan Guerrero Supervisor de la unidad de CATALÍTICAS UNO, por su aporte tecnológico, que con sus conocimientos y experiencia me supieron ayudar a culminar este trabajo. CARLOS ALBERTO CALDERÓN GARCÍA VI DEDICATORIA A Dios por haberme dado salud y vida para poder realizar con éxito este proyecto de tesis. A mis padres, los que están y también a los que se fueron, por haber confiado en mí, por su apoyo incondicional, en cada momento difícil de mi vida. A cada una de las personas que me brindaron su apoyo a lo largo de mi trayectoria y que con su granito de arena contribuyeron para que esto se transforme en una realidad. CARLOS ALBERTO CALDERÓN GARCÍA VII ÍNDICE GENERAL CARÁTULA ------------------------------------------------------------------------------------------- II DECLARACIÓN ------------------------------------------------------------------------------------- III INFORME DEL DIRECTOR ---------------------------------------------------------------------- IV CARTA DE LA EMPRESA ------------------------------------------------------------------------- V AGRADECIMIENTO ------------------------------------------------------------------------------- VI DEDICATORIA ------------------------------------------------------------------------------------- VII ÍNDICE GENERAL ------------------------------------------------------------------------------- VIII ÍNDICE DE CONTENIDO ------------------------------------------------------------------------- IX ÍNDICE DE ECUACIONES ---------------------------------------------------------------------- XII ÍNDICE DE IMÁGENES -------------------------------------------------------------------------- XII ÍNDICE DE FIGURAS ----------------------------------------------------------------------------- XII ÍNDICE DE TABLAS ----------------------------------------------------------------------------- XIII ÍNDICE DE ANEXOS ---------------------------------------------------------------------------- XIII RESUMEN -------------------------------------------------------------------------------------------XIV SUMMARY -----------------------------------------------------------------------------------------XVI VIII ÍNDICE DE CONTENIDO CAPÍTULO I --------------------------------------------------------------------------------------1 1. INTRODUCCIÓN -----------------------------------------------------------------------------1 1.1 PROBLEMA -------------------------------------------------------------------------------------1 1.2 OBJETIVO GENERAL -----------------------------------------------------------------------2 1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ----------------------------------------------------------------2 1.4 JUSTIFICACIÓN -------------------------------------------------------------------------------3 1.5 HIPÓTESIS---------------------------------------------------------------------------------------3 1.6 MARCO CONCEPTUAL ---------------------------------------------------------------------4 1.7 METODOLOGÍA -------------------------------------------------------------------------------9 1.7.1 MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN ----------------------------------------------------9 1.7.2 TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN-------------------------------------------------- 10 CAPÍTULO II ----------------------------------------------------------------------------------- 11 2. TEORÍA DEL MEROX -------------------------------------------------------------------- 11 2.1 OTROS PROCESOS DE DESULFURACIÓN DE GASOLINAS ----------------- 13 2.1.1 LIQUIDO-LIQUIDO EXTRACCIÓN MEROX ---------------------------------- 13 2.1.2 HIDROTRATAMIENTO DE NAFTA PESADAS (HDT) -------------------- 15 2.1.3 DESULFURACIÓN DE GASOLINAS--------------------------------------------- 19 2.1.4 PROCESO CON OXIDO DE HIERRO -------------------------------------------- 20 CAPÍTULO III ---------------------------------------------------------------------------------- 22 3.1 ORIGEN DE LAS GASOLINAS PARA EL TRATAMIENTO MEROX ------- 22 3.2 UNIDAD CRACKING CATALÍTICO FLUIDO (FCC) ----------------------------- 22 3.2.1 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO ---------------------------------------------------- 24 IX 3.2.1.1 SECCION REACTOR - REGENERADOR---------------------------------- 25 3.2.1.2 SECCIÓN DE FRACCIONAMIENTO ---------------------------------------- 29 3.3 CONDICIONES DE OPERACIÓN DE LA UNIDAD FCC EN LA REE-------- 31 3.4 PRODUCTOS OBTENIDOS DE LA UNIDAD FCC -------------------------------- 31 3.4 UNIDADES MEROX DE LA REFINERIA ESTATAL DE ESMERALDAS -- 32 3.4.1 MEROX JET FUEL (300) ------------------------------------------------------------- 32 3.4.2 MEROX GASOLINA (200) ----------------------------------------------------------- 33 3.4.3 MEROX LPG (300) --------------------------------------------------------------------- 33 CAPÍTULO IV ---------------------------------------------------------------------------------- 35 4.1 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO MEROX GASOLINA DE LA REFINERÍA ESTATAL DE ESMERALDAS ---------------------------------------------------------------- 35 4.1.1 PRELAVADOR CÁUSTICO --------------------------------------------------------- 39 4.1.2 REACTOR MEROX -------------------------------------------------------------------- 40 4.1.3 SEDIMENTADOR CÁUSTICO ----------------------------------------------------- 42 4.1.4 FILTRO DE ARENA ------------------------------------------------------------------- 43 4.2 VARIABLES DEL PROCESO MEROX GASOLINA ------------------------------- 46 4.2.1 CONCENTRACION DE OXIGENO AL REACTOR --------------------------- 46 4.2.2 ALCALINIDAD EN EL REACTOR ------------------------------------------------ 47 4.2.3 TIEMPO DE RESIDENCIA ---------------------------------------------------------- 51 4.2.4 TEMPERATURA DEL PROCESO ------------------------------------------------- 52 4.3 CONDICIONES DE OPERACIÓN DE LA UNIDAD MEROX GASOLINA (200) -------------------------------------------------------------------------------------------------- 52 4.4 PROCEDIMIENTOS DE PARADA DE LA UNIDAD MEROX GASOLINA - 53 4.4.1 PARADA TEMPORAL DE LA UNIDAD MEROX GASOLINA ----------- 53 X 4.4.2 PARADA NORMAL DE LA UNIDAD MEROX GASOLINA --------------- 54 4.5 MANTENIMIENTOS ESPECIALES DE LA UNIDAD MEROX GASOLINA --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 54 4.5.1 LAVADO CON AGUA CALIENTE ------------------------------------------------ 54 4.5.2 REIMPREGNACION DE CATALIZADOR AL LECHO DE CARBON VEGETAL ---------------------------------------------------------------------------------------- 58 4.5.3 RETROLAVADO DEL FILTRO DE ARENA ----------------------------------- 61 CAPÍTULO V ----------------------------------------------------------------------------------- 63 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ------------------------------------------- 63 5.1 CONCLUSIONES ---------------------------------------------------------------------------- 63 5.2 RECOMENDACIONES -------------------------------------------------------------------- 65 BIBLIOGRAFÍA GENERAL ------------------------------------------------------------------- 66 GLOSARIO ----------------------------------------------------------------------------------------- 67 XI ÍNDICE DE ECUACIONES ECUACIÓN 1. Aire Suministrado ---------------------------------------------------------------- 46 ÍNDICE DE IMÁGENES IMAGEN 1. Reactores Cargados con limallas de Hierro ............................................... 21 IMAGEN 2. Limallas de hierro utilizadas en los Reactores ........................................... 21 IMAGEN 3. Unidad Cracking Catalítico Fluido (FCC) en la REE ................................ 23 IMAGEN 4. Prelavador Caustico MEV 208................................................................... 39 IMAGEN 5. Reactor de Carbón Vegetal MEV201-MEV201A ..................................... 40 IMAGEN 6. Sedimentador Caustico MEV202 ............................................................... 42 IMAGEN 7. Filtro de Arena MEV207 ........................................................................... 43 IMAGEN 8. Tanque de Sosa Gastada de la R.E.E ......................................................... 49 IMAGEN 9. Tanque de Sosa gastada almacenadas en la R.E.E ..................................... 50 ÍNDICE DE FIGURAS FIGURA 1. Proceso Refinación de la Refinería Estatal Esmeraldas -------------------------4 FIGURA 2. Compuestos de Azufre presentes en las gasolinas --------------------------------8 FIGURA 3. Proceso Liquido-Liquido Extracción Merox ------------------------------------ 15 FIGURA 4. Proceso HDT Hidrotratamiento de Naftas en la R.E.E ------------------------ 19 FIGURA 5. Proceso de Desulfuración de Gasolina -------------------------------------------- 20 FIGURA 6. Proceso Cracking Catalítico Fluido (FCC) en la Refinería Estatal de Esmeraldas ---------------------------------------------------------------------------------------- 23 FIGURA 7. Proceso Reactor – Generador ------------------------------------------------------- 25 XII FIGURA 8. Catalizadores Zeolíticos ------------------------------------------------------------- 28 FIGURA 9. Proceso de Fraccionamiento en la Unidad FCC--------------------------------- 29 FIGURA 10. Proceso Merox Gasolina de la Refinería Estatal Esmeraldas --------------- 37 ÍNDICE DE TABLAS TABLA 1. Productos obtenidos de la Unidad FCC de la Refinería Estatal Esmeraldas31 TABLA 2. Análisis rutinarios del contenido de Azufre que ingresa al proceso Merox . 36 TABLA 3. Tipos de Naftas de la R.E.E .......................................................................... 45 ÍNDICE DE ANEXOS ANEXO 1. Reporte de resultados de análisis de rutina .................................................. 73 ANEXO 2. Certificado de calidad de la nafta despues de someterse al proceso merox gasolina; Tanque Y-T 8019. ..................................................................................... 74 ANEXO 3. Certificado de calidad de la nafta despues de someterse al proceso merox gasolina; Tanque Y-T 8020. ..................................................................................... 75 ANEXO 4. Certificado de calidad de la gasolina despues de someterse al blending de acuerdo a la norma tecnica INEN 935-2010. ........................................................... 76 ANEXO 5. Equipo Horiba Sulfur-In-Oil Analizer Sindie 7039 ..................................... 77 ANEXO 6. Químicos utilizados de la unidad merox gasolina (200) .............................. 78 ANEXO 7. Análisis ponteciometrico de solución caustica usada .................................. 82 XIII RESUMEN En el presente estudio se realiza un análisis descriptivo del proceso MEROX 200 para la obtención de gasolinas desulfuradas, haciendo énfasis en los componentes de esta unidad que se encuentran instalados en la Refinería Estatal de Esmeraldas, de esta manera concluir que la Unidad Merox Gasolina no reduce el 100% del contenido total de azufre que tiene la carga, esta unidad solo remueve a los mercaptanos y los inertiza. Sin embargo el proceso logra disminuir el contenido de azufre total hasta un 27% aproximadamente, según se verifica en los reportes de análisis de rutina de la carga. Adicional a esto se realizo una investigación de campo, donde se obtuvo datos oficiales de laboratorio, de la carga (gasolina) como caudal, temperatura, densidad relativa, RON (Research Octane Number), curva de destilación, contenido de azufre, también datos de condiciones de operación y mantenimientos realizados a la Unidad Merox gasolina. Al final del presente estudio se pudo concluir que el principal factor que justifica el buen proceso de la carga (gasolina) es la variable de temperatura, 38 oC promedio, tomando en consideración que la temperatura máxima permitida es de 50 oC. Se presentan análisis de rutina, control de calidad de la gasolina los cual con realizados cada vez y cuando requieren comparar los cambios de las variables presentadas como por ejemplo el contenido de azufre a la entrada del proceso Merox Gasolina como a la salida de este proceso, estos análisis son rutinarios. XIV Todos los análisis y resultados están avalados por la aplicación de normas técnicas nacional e internacional aceptadas en la industria hidrocarburífera, como son INEN, API, ASTM, y UOP. Finalmente las gasolinas provenientes de la unidad de Cracking Catalítico Fluidizado (FCC) son procesadas en Merox 200 para inertizar la actividad del azufre contenido como mercaptanos, disminuir el contenido de azufre total y enviar los productos a BLENDING de gasolinas, en donde se mezclan con otros productos similares, de producción local o importados para que la gasolina comercial cumpla con las especificaciones dadas en la Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 935: 2010 GASOLINA, REQUISITOS, que es de aplicación obligatoria en el territorio nacional. XV SUMMARY In the present study is a descriptive analysis of the process gas Merox 200 to obtain desulfurized gasoline, emphasizing the components of this unit are installed in the State of Esmeraldas refinery, so conclude that the unit does not reduce gasoline Merox 100% of the total sulfur content is loading, this unit only removes mercaptans and inerting. However, the process allows to reduce the sulfur content to about 27%, as can be seen in reports of routine analysis of the load. In addition to this we made a field investigation, which yielded to official laboratory of charge (gasoline) as flow, temperature, relative density, RON (Research Octane Number), distillation curve, sulfur content, also data operating conditions and maintenance performed on the unit Merox gasoline. At the end of this study it was concluded that the main factor justifying the proper charge process (gasoline) is the variable temperature 38 ° C average, considering that the maximum allowable temperature is 50oC. We present routine analysis, quality control of petrol which with every now and then made required changes to compare the presented variables such as the sulfur content of gasoline Merox process input and the output of this process, these tests are routine. XVI All analysis and results are supported by the implementation of national and international standards accepted in the oil industry, such as INEN, API, ASTM, and UOP. Finally, the gasoline from the Fluid Catalytic Cracking Unit (FCC) are processed in Merox 200 for inerting the activity of sulfur as mercaptans, lower sulfur content and send BLENDING products of gasoline, where they mix with other similar products produced locally or imported for commercial gasoline meeting the specifications given in the Ecuadorian Technical Standard NTE INEN 935: 2010 GASOLINE REQUIREMENTS, which is mandatory in the country. XVII CAPÍTULO I CAPÍTULO I 1. INTRODUCCIÓN La elaboración de este trabajo de titulación tiene como objetivo el dar a conocer uno de los procesos de refinación de la industria petrolera a los estudiantes de ingeniería de petróleos y técnicos en petróleos, como es el Proceso Merox (Oxidación de Mercaptanos) Como la industria del petróleo tiene un sinfín de actividades en las cuales personal calificado puede informar, como funciona cada una de las ramas de la industria petrolera, en especial a lo concerniente al Proceso Merox para obtención de gasolinas desulfuradas en la Refinería Estatal de Esmeraldas. 1.1 PROBLEMA Los mercaptanos son compuestos de azufre de la forma química: RSH + ¼ O2 ½ RSSR + 1/2 H2 Los mismos que permanecen como impurezas oleofilicas en los destilados del petróleo como son las gasolinas y el diesel; estas impurezas al combustionarse en los motores, producen compuestos de azufre que corroen las partes metálicas del motor en su contacto y se emiten a la atmosfera como gases tóxicos y contaminantes que provocan la lluvia ácida y óxidos de azufre (SOx) 1 La Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 935: 2010, gasolina, requisitos permite un contenido máximo de compuestos de azufre total en la gasolina para la comercialización, de 0,075 % en peso (750 ppm) para gasolina extra (numero de octano 81) y de 0,1 % en peso (1000 ppm) para gasolina súper (numero de octano 90). Los procesos MEROX en una refinería de petróleo contribuyen a disminuir el contenido de compuestos de azufre como mercaptanos, en combustibles derivados de destilación del petróleo, de allí que su conocimiento es fundamental para la producción de combustibles amigables con el ambiente y los motores . 1.2 OBJETIVO GENERAL Analizar el proceso para la obtención de gasolinas desulfuradas en la Refinería Estatal de Esmeraldas, mediante el proceso MEROX (oxidación de mercaptanos) 1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Determinar: Determinar qué tipo de gasolina es sometido al proceso MEROX en la refinería Estatal de Esmeraldas REE. Verificar el contenido de azufre de la gasolina antes de someterse al proceso Merox. Analizar la calidad de las gasolinas comerciales después del proceso MEROX y saber si cumple con las normas y especificaciones para avalar su uso en el país. 2 Determinar las condiciones de operación más adecuadas en la Unidad Merox en la REE 1.4 JUSTIFICACIÓN El proceso MEROX, es importante ya que las gasolinas que provienen de la Unidad FCC (Cracking Catalítico Fluido), tienen alto contenido de azufre, por lo cual debe ser reducido ya que este contenido en las gasolinas produce corrosión en los motores y al quemarse emite óxidos de azufre que producen contaminación ambiental, para que cumpla con las normas y especificaciones para alcanzar la calidad para su uso en el país. El proceso merox a mas de reducir un porcentaje del contenido de azufre, inertiza las formas sulfurosas restantes, con el objetivo de cumplir con la norma técnica ecuatoriana 935:2010 que es de aplicación obligatoria. 1.5 HIPÓTESIS Si se reduce el contenido de azufre en las gasolinas se evitaría la contaminación ambiental por lluvia ácida y emisión de óxidos de azufre (SOx), se prolongaría la vida útil de los motores de combustión interna y se cumplirían las normas nacionales y ordenanzas ambientales para una buena calidad del producto. 3 1.6 MARCO CONCEPTUAL La gasolina es una mezcla de hidrocarburos derivada del petróleo que se utiliza como combustible en motores de combustión interna con encendido a chispa. FIGURA 1. Proceso Refinación de la Refinería Estatal Esmeraldas Fuente: Materia de Industrialización II – Ing. Luis Calle Elaborado por: Carlos Calderón G. La Refinería Estatal de Esmeraldas está conformada por unidades y sus respectivos procesos, las cuales se encuentran agrupadas de manera lógica de acuerdo a la secuencia que sigue el petróleo en la refinación e industrialización. La figura 1 muestra el esquema de las unidades y sus productos refinados. A continuación un breve resumen de cada una de las unidades: 4 El crudo recibido en la Refinería Estatal Esmeraldas desde el Oleoducto es tratado previamente al proceso de refinación a fin de eliminar la mayor cantidad de contaminantes que contiene. En los tanques de almacenamiento reposa el tiempo suficiente para permitir la separación del agua de formación proveniente de los campos de producción. Una vez que el agua denominada “salmuera” por su alta concentración de sales, es eliminada, el crudo es enviado a las Unidades de Destilación Atmosférica para su refinación La destilación Atmosférica es un proceso de separación físico que se fundamenta en los diferentes puntos de ebullición de los componentes del crudo por lo tanto no existen cambios en la estructura molecular de estos. El crudo desalado es calentado en intercambiadores de calor y un horno hasta una temperatura alrededor de los 360 °C a la cual es alimentado a la torre de destilación en ella debido a la diferencia de punto de ebullición de los diferentes compuestos del crudo estos se separan en fracciones. La fracción más ligera se obtiene por el domo de la torre y está compuesta por los gases, LPG y naftas ligeras y pesadas, la fracción siguiente corresponde a Jet-fuel y Diesel 1 que se obtiene más abajo en la torre: El diesel 2 que es la fracción inmediata más pesada, se obtiene más abajo finalmente por el fondo de la torre, se retira el denominado crudo reducido que se acumula en la zona de agotamiento de la torre de destilación y este residuos es enviado a las Unidades de Destilación al Vacío. 5 Una vez obtenido el crudo reducido, va a la Unidad de Destilación al Vacio la cual se fundamenta en la disminución de la presión de operación hasta niveles de 5 mm Hg, presión a la cual el punto de ebullición de los compuestos disminuye. Esto permite continuar destilando el crudo reducido obtenido del fondo de la torre de destilación atmosférica, en donde se obtienen las fracciones conocidas como gasóleos ligero y gasóleos pesados que son fracciones conformadas por compuestos con mayor peso molecular que las del Diesel 2, estas fracciones sirven como la carga para la Unidad de Cracking Catalítico Fluido, FCC. Por el fondo de la torre se obtienen los denominados “fondos de vacío” que es la fracción más pesada del crudo, la misma que se utiliza para la preparación de los asfaltos y como carga para la Unidad de Reducción de Viscosidad. La carga que entra a la Unidad de Reducción de Viscosidad, fundamentalmente es un proceso físico de desintegración térmica (cracking térmico) mediante el cual por efecto de la temperatura alrededor de 445 °C, se provoca la ruptura de las cadenas moleculares que constituyen los fondos de vacío, obteniendo como resultado un producto (residuo) con menor viscosidad, que es utilizado en la preparación del fuel oíl. La función de esta unidad, es minimizar el consumo de diluyente en la preparación del fuel oíl. La carga (Gasóleo pesado) es enviada a la Unidad FCC (Cracking Catalítico fluido), esta Unidad es el más importante de la Refinería Estatal Esmeraldas, pues en esta el gasóleo, por efecto de temperatura y en presencia de un catalizador es convertido en productos como el LPG y gasolina de alto octano (alrededor de 92 RON), derivados que son necesarios para el abastecimiento interno. El proceso se realiza en un reactor que 6 opera a temperatura alrededor de los 520 °C. El catalizador empleado es regenerado en forma continua mediante la combustión de carbón que se adhiere en la superficie de este y disminuye su eficiencia en propiciar las reacciones de craqueo. El producto craqueado es alimentado a una torre de fraccionamiento en donde se separan los gases, LPG y gasolinas por el domo, mientras que por extracciones laterales y fondo de la torre se obtienen los aceites cíclicos, que son utilizados como diluyentes y modificadores de la viscosidad en la preparación del fuel oíl. Para esto existe el Proceso Merox que es un tratamiento químico catalítico para destilados del petróleo, que sirve para la remoción de los mercaptanos o para convertirlos en bisulfuros. Cuando es aplicado adecuadamente, en sus varios aspectos de diseño, este proceso versátil es aplicable para el tratamiento de cargas, con puntos finales de ebullición ASTM, tan altos como 345°C. Una unidad Merox consiste en un pre lavador caustico, dos reactores, separador de sosa caustica y un filtro de arena. Los tioalcoholes o thioles más comúnmente conocidos como mercaptanos son una familia de compuestos orgánicos del azufre, frecuentemente presentes en un amplio rango de destilados no tratados del petróleo, tales como LPG, Naptha, Kerosene y Gas oíl. 7 Específicamente los mercaptanos se hallan en el petróleo destilado originado en el crudo y podría presentarse en igual forma en los subsiguientes tratamientos de crudo. La concentración de estos mercaptanos en los destilados del crudo depende del origen del crudo y de la distribución del azufre en el mismo. FIGURA 2. Compuestos de Azufre presentes en las gasolinas Fuente: Materia de Industrialización II – Ing. Luis Calle Elaborado por: Carlos Calderón G. En nomenclatura química, todo mercaptano está representado por la fórmula genérica RSH, donde “R” es un radial hidrocarburo, tal como un grupo ciclo alkyl, alyl o aryl; y “SH” es un grupo mercapto que tipifica todo mercaptanio y consiste de un átomo de azufre y de un átomo de hidrógeno. Por situaciones que más tarde se aclaran, la concentración de mercaptano está representada en términos de moléculas de azufre mercaptánico. Por ejemplo, un análisis de 100 ppm de peso de azufre mercaptano (RSH-S) en kerosene significa que un peso base, 100 partes de azufre están presentes en un millón de partes de kerosene, pero el azufre efectivo es específicamente mercaptano. 8 Los mercaptanos son indeseables por muchas razones. Los mercaptanos de baja temperatura de ebullición son moderadamente ácidos y caracterizados por un olor extremadamente ofensivo. Estas propiedades disminuyen conforme se incremente el peso molecular del mercaptano. El thiophenol, que es un aryl mercaptano y más ácido que el alkyl mercaptano, se encuentra principalmente en los destilados craqueados. El thiophenol es indeseable en la gasolina producto, ya que eso produce una gasolina inestable, por promover la hidroper oxidación de olefinas a gomas. Todo compuesto de azufre inhibe la habilidad del compuesto alkil plomo, tal como el tetraetilo de plomo (TEL) para incrementar el número de octano al combustible; ejemplo, a una concentración dada de TEL, el número de octano del combustible disminuirá conforme el contenido de azufre se incrementa. En resumen los mercaptanos son indeseables en productos terminados de petróleo. Su presencia está considerada por los efectos adversos al productos, como olor, estabilidad, contenido total de azufre, octano, susceptibilidad al plomo etc. 1.7 METODOLOGÍA 1.7.1 MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN: Se utilizan los siguientes métodos: Método de análisis.- Este método será utilizado en la revisión y análisis de la información del Proceso Merox Gasolina, de la Refinería Estatal Esmeraldas, para determinar su contenido de azufre y calidad de las gasolinas. 9 Método de síntesis: Aplicable para la estructuración del informe final y en la propuesta. Método de campo: Visita a las instalaciones de la Refinería Estatal de Esmeraldas, con la finalidad de recopilar datos, y análisis respectivos. 1.7.2 TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN: Revisión de literatura: Se buscara información actualizada especialmente de la Refinería Estatal de Esmeraldas. Revisión de Internet.- Se buscara información actualizada. Difusión de resultados.- Los resultados de este estudio serán difundidos mediante este trabajo de titulación y a través del grado oral. 10 CAPÍTULO II CAPÍTULO II 2. TEORÍA DEL MEROX El proceso de Merox fue introducido inicialmente en la industria de la refinación hace más de 40 años. En los años transcurridos desde entonces, el proceso en curso y el catalizador han experimentado innovaciones que han mejorado el proceso de Merox para convertirse en uno de los más utilizado a nivel mundial. El licenciatario es Universal Oil Products (UOP) quien ha implementado más de 1.700 unidades con licencia desde su descubrimiento. Incluso como objetivos de procesamiento cambió para cumplir las regulaciones de contenido de azufre; el proceso Merox ha sido una de las claves de refinación de tecnologías con más a 300 unidades de Merox con licencia desde 1990. Todas las versiones del proceso de Merox se caracterizan por la oxidación catalítica de mercaptanos (RSH) a bisulfuros (RSSR) en un medio alcalino (básico). En la actualidad, UOP tiene activamente licencias de más de 50 variaciones del proceso y suministra más de 90 catalizadores diferentes y adsorbentes a la industria de refino1. El proceso Merox es eficiente y económico, trata fracciones de petróleo para eliminar el azufre mercaptano (extracción Merox) o para convertir mercaptano azufre a menos objetable bisulfuros (purificación Merox). Este proceso se puede utilizar para tratar los líquidos como los gases licuados de petróleo (GLP), líquidos de gas natural (NGL), naftas, gasolinas, querosenos, combustible de jet, y los combustibles para calefacción. También puede ser utilizado para tratar los gases como el gas natural, gas de refinería, 1. http://www.uop.com/refining/1061_1.html 11 gas de síntesis y en relación con los sistemas convencionales de tratamiento previo y los procesos de post-tratamiento. Al combinar la tecnología de extracción con Merox para la desulfuración de la gasolina, la refinería puede disfrutar de una mayor flexibilidad y rentabilidad. Este enfoque combinado permite el procesamiento de la gasolina de FCC para satisfacer las necesidades de reducción de azufre en la forma más económica. Es un tratamiento químico catalítico para destilados del petróleo, que sirve para la remoción de los mercaptanos o para convertirlos en disulfuros. Cuando es aplicado adecuadamente, en sus varios aspectos de diseño, este proceso versátil es aplicable para el tratamiento de cargas, con puntos finales de ebullición ASTM, tan altos como 345°C. El proceso está basado en la habilidad de un catalizador o catalizadores compuestos de quelatos metálicos del grupo del hierro, para promover la oxidación de mercaptanos a disulfuros, usando aire como fuente de oxígeno. La reacción total se da a continuación: Reacción. 1 RSH + ¼ O2 ½ RSSR + 1/2 H2 La oxidación se lleva a cabo en presencia de una solución acuosa alcalina, tal como el hidróxido de sodio o potasio. La reacción se hace económica, a temperatura normal de los corrientes efluentes de la refinería. 12 La reacción (1) es conocida generalmente como la reacción de Endulzamiento. Son varios esquemas del proceso que comienza el total beneficio de la reacción (1). Todos ellos consideran una unidad de lecho fijo merox, en el cual el catalizador UOP específicamente seleccionado es depositado sobre un soporte (lecho) de carbón vegetal granular de actividad selectiva. El carbón vegetal proporciona un área suficiente de superficie para realizar la reacción de endulzamiento. Lo bisulfuros producidos permanecen en la fase de hidrocarburo, y existe reducción en el contenido total de azufre del hidrocarburo de hasta un 30% es reducido. Debido a que los bisulfuros tienen una presión de vapor considerablemente más baja que los rnercaptanos, ellos imparten un olor ofensivo al hidrocarburo y son, por lo tanto, menos objetables. 2.1 OTROS PROCESOS DE DESULFURACIÓN DE GASOLINAS Para que las gasolinas cumplan con las especificaciones dadas en la normas técnica deben pasar por procesos de desulfuración, es decir reducir el contenido de azufre y contaminantes en las gasolinas. 2.1.1 LIQUIDO-LIQUIDO EXTRACCIÓN MEROX Las corrientes de gasolina de FCC son procesadas a través de una unidad de proceso merox UOP convencional de endulzamiento de lecho fijo. El proceso químicamente convierte los compuestos mercaptanos a disulfuros en un lecho fijo constituido de 13 carbón. Esta reacción tiene lugar en un ambiente alcalino en presencia de un catalizador merox y aire el catalizador merox es depositado sobre la superficie selecta del carbón vegetal. El carbón vegetal proporciona una gran área de superficie donde los mercaptanos, catalizador, solución cáustica y oxígeno entran en contacto para completar la reacción de endulzamiento. El ambiente alcalino es provisto por la saturación del carbón vegetal con solución cáustica. El lecho fijo del catalizador Merox no se dispersa en la solución cáustica y por lo tanto no sería removido desde la superficie del carbón vegetal para el período de circulación de la solución cáustica. El proceso requiere disoluciones de una cantidad medida de oxígeno Justo en la corriente del hidrocarburo antes de entrar al reactor. Esta corriente de alimentación amarga y disuelta en el aire fluye abajo sobre el lecho catalítico. Lentamente la alcalinidad hidrocarburo, por lo que irá decreciendo por efecto del lavado del sería necesario inundar el lecho de carbón vegetal periódicamente, con un volumen relativamente grande de solución cáustica de concentración. (10 a 20 °Be). Cuando esto es necesario, la solución cáustica es circulada en la corriente de hidrocarburo del reactor en la entrada del mismo. La mezcla pasa a través del reactor al sedimentador cáustico, en donde la solución cáustica es separada por gravedad. La solución cáustica es recogida y retenida para una restauración posterior del lecho de carbón vegetal. El hidrocarburo endulzado fluye hacia un post-tratamiento. 14 FIGURA 3. Proceso Liquido-Liquido Extracción Merox Fuente: Universal Oil Products Elaborado por: Carlos Calderón G. 2.1.2 HIDROTRATAMIENTO DE NAFTA PESADAS (HDT) El hidrotratamiento de nafta está diseñado para tratar dos tipos de nafta atmosférica de las dos unidades de destilación de crudo, una carga parafínica y otra nafténica. Es de conocimiento general que el hidrotratamiento comprende diversas aplicaciones en las cuales la calidad de los hidrocarburos líquidos mejora sometiéndolos a condiciones suaves o severas de presión de hidrógeno en presencia de un catalizador. Así, el hidrotratamiento puede considerarse un tipo bastante especializado de hidrogenación. 15 El objetivo principal del hidrotratamiento es convertir selectivamente una sustancia en otra deseable o eliminar del sistema una o más sustancias no deseadas incluidas en la materia prima. El empleo del hidrotratamiento es extenso, pues interviene en el procesamiento de más del 30% del crudo refinado en Estados Unidos. Aunque los catalizadores y la técnica ya se conocían, la disponibilidad de una dotación disponible de hidrógeno como subproducto de la reforma catalítica aceleró el empleo de hidrotratamiento a principios de la década de 1950. Las aplicaciones del hidrotratamiento son numerosas, y las materias primas utilizadas varían de fracciones ligeras de gasolina a residuos pesados, como lo denotan los objetivos del hidrotratamiento. Entre ellos se incluyen los siguientes procesos: 1) pre tratamiento de nafta para unidades de reforma catalítica; 2) desulfuración de combustibles destilados; 3) mejoramiento de la calidad de quemado de los combustibles para aviones a reacción, queroseno y combustibles Diesel; 4) mejoramiento de color, olor y estabilidad en almacenamiento de diversos combustibles y productos de petróleo; 5) pre tratamiento de materia prima para desintegración catalítica y aceites de ciclo por eliminación de metales, azufre y nitrógeno, y reducción de compuestos aromáticos policíclicos; 6) mejoramiento de la calidad de los aceites lubricantes; 7) purificación de subproductos aromáticos ligeros de las operaciones de pirólisis, y 8) reducción del contenido de azufre de combustóleos residuales. Algunas de las reacciones empleadas comúnmente en los procesos de hidrotratamiento son: 16 1. Eliminación del azufre a partir de sus combinaciones orgánicas en varios tipos de compuestos por hidrodesulfuración para formar H2S. 2. Eliminación del nitrógeno en forma de amoniaco (NH3) a partir de sus combinaciones orgánicas. 3. Eliminación de diolefínas para formar parafinas y naftenos. 4. Hidrogenación de compuestos no aromáticos para formar naftenos, a fin de mejorar la calidad de quemado de ciertos combustibles. 5. Hidrogenación de compuestos aromáticos policíclicos de modo que sólo quede un anillo aromático en la molécula; o bien, si se desea, todos los anillos aromáticos pueden saturarse. 6. Eliminación de oxígeno de sus combinaciones orgánicas como H20. 7. Descomposición y eliminación de compuestos organometálicos, por ejemplo compuestos de arsénico de naftas, mediante retención de estos metales en el catalizador. El vanadio y el níquel pueden eliminarse de los gasóleos que se utilizan como materia para desintegración catalítica. Los compuestos sulfuro de hidrógeno, amoniaco y agua se eliminan del producto liquido hidrotratado por agotamiento en la sección estabilizadora de la unidad. Esta unidad tiene dos reacciones fundamentales: Hidrorefinación, Hidrogenación. 17 Hidrorefinación a) Desulfurización Sulfuros, disulfuros y mercaptanos reaccionan rápidamente para producir el compuesto correspondiente saturado o aromático desprendiendo H2S. El azufre combinado en una estructura cíclica tal como el tiofeno es más difícil de reaccionar. El anillo cíclico debe abrirse primero antes de que la saturación del compuesto alifático ocurra con el desprendimiento de H2S. b) Denitrificación Esta reacción ocurre a una velocidad más baja que la desulfurización, aquí el nitrógeno es desprendido para formar amoníaco. R - NH2 + H2 R - H + NH3 Hidrogenación Esto se refiere a la saturación de las olefinas y diolefinas típicamente encontradas en nafta hidrocraquedas. La reacción ocurre rápidamente en la porción del tope del lecho catalítico promocionado por un catalizador particular, desprendiendo calor exotérmico y consumiendo hidrógeno. C7H14 + H2 C7H16 C8H14 + 2H2 C8H18 18 Una hidrogenación mínima de aromáticos ocurre, estimada por lo menos en uno por ciento. Esto es una consecuencia de la alta selectividad del catalizador bimetálico. FIGURA 4. Proceso HDT Hidrotratamiento de Naftas en la R.E.E Fuente: Manual de operación de la Refinería Estatal de Esmeraldas Elaborado por: Carlos Calderón G. 2.1.3 DESULFURACIÓN DE GASOLINAS Este proceso es convertir secuencias de gasolinas de alta proporción de azufre en un blendstock de gasolina, y reduce la proporción de azufre y octanos. La gasolina proveniente de la unidad de craqueo catalítico fluido es combinado con una secuencia de hidrogeno pequeñas y calentado a una temperatura de 750 o F. La gasolina vaporizada se inyecta en el reactor de lecho fluido donde un sorbente de propiedad extrae el azufre de la alimentación. 19 El sorbente (catalizador) se retira continuamente del reactor y se transfieren a la sección del generador, donde se extrae el azufre como SO2 y es enviado a una unidad de recuperación de azufre, el sorbente limpio es reacondicionado y regresado al reactor. La tasa de circulación del sorbente es controlada para ayudar a mantener la concentración deseada de azufre en el producto. FIGURA 5. Proceso de Desulfuración de Gasolina Fuente: Hydrocarbon Processing - Refining Processes 2004 – Technology Solutions Division of ConocoPhillips Elaborado por: Carlos Calderón G. 2.1.4 PROCESO CON OXIDO DE HIERRO Este es un proceso que se utilizaba en refinerías alejadas, en Ecuador funciono en la refinería libertad, y en resumen es lo siguiente: 20 Existían 3 reactores en su interior tenían unas limallas cargadas con oxido de hierro (FeO2). La gasolina era pasada a través de este vessels a temperatura ambiente, en la cual el azufre contenido en la carga, reacciona con el oxido férrico para dar como resultado sulfuro de hierro, retirando este contaminante de la gasolina. IMAGEN 1. Reactores Cargados con limallas de Hierro Fuente: Refinería la Libertad Elaborado por: Carlos Calderón G. IMAGEN 2. Limallas de hierro utilizadas en los Reactores Fuente: Refinería la Libertad Elaborado por: Carlos Calderón G. 21 CAPÍTULO III CAPÍTULO III 3.1 ORIGEN DE LAS GASOLINAS PARA EL TRATAMIENTO MEROX Las gasolinas para el tratamiento MEROX en la Refinería estatal de esmeraldas, proceden del proceso de Cracking Catalítico Fluido (FCC), se realiza a continuación una descripción resumida de este proceso 3.2 UNIDAD CRACKING CATALÍTICO FLUIDO (FCC) Se emplea principalmente para fabricar gasolina, olefinas C3 y C4 e isobutano, por lo general mediante descomposición selectiva de destilados pesados. Debido a que las reacciones de desintegración son gobernadas por catalizadores preparados específicamente, la gasolina producida contiene proporciones sustanciales de hidrocarburos con alto índice de octano, como compuestos aromáticos, parafinas arborescentes y olefinas. Debido a que la reacción de desintegración ocurre de acuerdo con el mecanismo del ion carbonio, hay cantidades relativamente pequeñas de fragmentos más ligeros que el C3 en los productos. Este resultado contrasta con el de la descomposición de hidrocarburos en la pirólisis por el mecanismo de radicales libres, en el cual se producen cantidades relativamente grandes de fragmentos más ligeros que el C3. 22 IMAGEN 3. Unidad Cracking Catalítico Fluido (FCC) en la REE Fuente: Refinería Estatal de Esmeraldas Elaborado por: Carlos Calderón G. FIGURA 6. Proceso Cracking Catalítico Fluido (FCC) en la Refinería Estatal de Esmeraldas Fuente: Refinería Estatal de Esmeraldas Elaborado por: Carlos Calderón G. 23 La unidad de Craqueo Catalítico Fluido FCC, es una de las más importantes de la Refinería Estatal Esmeraldas, pues en esta, el gasóleo pesado obtenido en las Unidades de Destilación a Vacio es procesado para obtener gasolinas de tipo parafinico y nafténico de alta calidad en octanaje (92 RON). Es un proceso que emplea un catalizador en forma de partículas esféricas muy pequeñas, llamado catalizador zeolítico, el cual se fluidiza cuando es aereado con los vapores de la carga de gasóleos pesados provenientes del proceso de destilación al vacio previamente en un horno hasta una temperatura de 550 °C. El catalizador fluidizado es continuamente recirculado del regenerador donde el catalizador que fue desactivado en el reactor principal, es reactivado. Además para promover la acción catalítica, el catalizador es el vehículo para la transferencia de calor de la zona de regeneración a la de reacción. Estas dos zonas están localizadas en recipientes separados llamados reactor y regenerador.2 3.2.1 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO A continuación se describe el proceso de obtención de gasolinas de tipo parafinico y nafténico en la unidad de FCC de la REE. 2 WUITHIER, Pierre, ”El Petróleo, Refino y Tratamiento Químico” 24 3.2.1.1 SECCIÓN REACTOR - REGENERADOR En la siguiente factura se observa el proceso reactor - generador FIGURA 7. Proceso Reactor – Generador Fuente: Refinería Estatal de Esmeraldas – Bunker Elaborado por: Carlos Calderón G. La carga fresca precalentada a 4000 C y las corrientes de reciclo son introducidas en el fondo del elevador del reactor y mezcladas con una cantidad controlada de catalizador regenerado. El flujo de catalizador es controlado para mantener una temperatura deseada en el reactor de 520oC. El catalizador regenerado caliente, vaporiza la carga y los vapores resultantes llevan al catalizador hacia arriba a través del elevador con un mínimo retromezclado. El craqueo ocurre mientras los vapores de hidrocarburos y el catalizador suben a través del elevador. Al tope del elevador las reacciones de craqueo son completadas y el 25 catalizador es rápidamente separado de los vapores de hidrocarburo para minimizar reacciones de craqueo adicionales. La mezcla catalizador hidrocarburo es descargada en el reactor a través de brazos de separación que producen un significante grado de separación catalizador - gas. La separación final del catalizador y los vapores craqueados se realiza en la cabeza del reactor Por medio de ciclones tangenciales, como se ve en la figura3. Los vapores producto de la reacción de craqueo, fluyen a través de una línea de vapores hacia la columna principal donde son condensados y fraccionados en coproductos gaseosos, gasolina de FCC, aceite cíclico y un residual pesado de fondos. Durante las reacciones de craqueo, un producto carbonoso llamado coque es depositado en el catalizador circulante. Este catalizador llamado catalizador gastado cae desde la cámara del reactor hacia el despojador donde un flujo de vapor de carga en contracorriente remueve vapores intersticiales y también algunos absorbidos. El catalizador despojado fluye desde el despojador del reactor a través de la bajante hacia el regenerador, donde el coque es continuamente quemado. El flujo de catalizador a través de esta bajante se controla para balancear la circulación de catalizador y mantener un nivel constante de catalizador en el reactor. En el regenerador el calor de combustión eleva la temperatura del catalizador en el rango de 650-750 0C. El propósito de esta regeneración es reactivar el catalizador gastado, descoquizando la superficie cada una de sus partículas, de de tal manera que cuando el catalizador retorna al elevador del reactor está en condiciones óptimas para 26 realizar su función de craqueamiento. El regenerador sirve para quemar el coque de las partículas de catalizador y transferir calor al catalizador circulante. La energía llevada por el catalizador regenerado caliente es usada para vaporizar y calentar los vapores de aceite hasta la temperatura de reacción deseada en el elevador y esta provee el calor de reacción necesario para craquear la carga al nivel de conversión deseado. El regenerador es operado en condiciones normales para obtener una combustión completa de CO a C02. Sin embargo, la temperatura de combustión puede variar a combustión parcial de CO si las condiciones del proceso permiten un bajo nivel degeneración de calor. En el regenerador se incluye una bajante de recirculación de catalizador la cual suple catalizador caliente regenerado de la parte superior a la inferior del regenerador para proveer calor adicional de combustión. El flujo de recirculación de catalizador es normalmente controlado para mantener la más baja temperatura del regenerador. El regenerador está también provisto de un calentador de aire para iniciar la combustión el cual se usa para dar calor al sistema hasta que la temperatura del catalizador es elevada suficientemente para auto regenerarse. El calor sensible de gas de combustión caliente es recuperado en un generador de vapor y enfriador del gas de combustión. El gas de combustión pasa a través de separadores ciclónicos para minimizar su contenido de catalizador antes de la descarga del regenerador. Para mantener la actividad del inventario de catalizador en el nivel deseado y para reponer perdidas de catalizador del sistema, se adiciona catalizador fresco al sistema 27 desde una tolva de almacenamiento. Se ha provisto de una tolva de catalizador de equilibrio para almacenar el catalizador retirado del sistema de circulación según sea necesario para mantener la actividad deseada. El catalizador empleado es regenerado en forma continua, ya que tiende a la adsorción de partículas de carbón que se adhiere a la superficie de este.. El catalizador usado generalmente es de naturaleza cristalina y algunas veces se denominan catalizadores zeolíticos, debido a que son silicatos de alúmina hidratados modificados. FIGURA 8. Catalizadores Zeolíticos Fuente: Materia Industrialización II – Ing. Fausto Ramos Elaborado por: Carlos calderón G. 28 3.2.1.2 SECCIÓN DE FRACCIONAMIENTO En la siguiente figura se observa el proceso de fraccionamiento en la unidad. FIGURA 9. Proceso de Fraccionamiento en la Unidad FCC Fuente: Refinería Estatal Esmeraldas – Bunker Elaborado por: Carlos Calderón G. Los vapores del reactor fluyen a la columna principal donde la gasolina inestabilizada y gases, coproductos ricos en olefinas son evaporados hacia el tope o cabeza. La fracción de gasolina es condensada en el condensador de cabeza, el vapor y líquido son enviados a la sección de concentración de gases (GASCON) desde el acumulador de la columna principal. Los aceites cíclicos ligero y pesado son recuperados corno productos laterales, con el rendimiento neto de estos materiales siendo despojados para remover ligeros y enviarse a almacenamiento. Los fondos netos de la columna son clarificados en el asentador de lodos y el aceite clarificado bombeado intercambia calor con la carga fresca antes de ser almacenado. El material pesado slurry es reciclado al elevador del reactor. 29 Se realiza un máximo aprovechamiento del calor de los gases del reactor en la fraccionadora. Los aceites cíclicos ligero y pesado circulantes, y las corrientes de los fondos de la columna principal son utilizados en la sección de concentración de gases para propósitos de intercambio de calor. Adicionalmente las corrientes de fondos de la columna principal son usadas para precalentar la carga y generación de vapor. La unidad de concentración de gases de FCC se ha diseñado para recuperar los C3 y C4 de los vapores de cabeza de la fraccionadora principal de FCC. La unidad se divide en dos secciones: La sección de recuperación y la sección de fraccionamiento. La recuperación de C3 y mayores es realizada por la comprensión de los vapores de cabeza de la fraccionadora a 205 PSIg, para que los C3 y mayores puedan ser condensados y separados de los C2 y menores que salen de la unidad como gas combustible. La pequeña cantidad de C3 y mayores remanentes en el gas combustible son recuperados en los absorbedores de esponja primarios. La sección consiste en un despojador y de una debutanizadora. El despojador remueve el H2S, C2 e inferiores de la gasolina no estabilizada antes de entrar a la debutanizadora. La debutanizadora separa los C3 y C4 de la gasolina. Los fondos de la debutanizadora son enviados a la unidad Merox gasolina con las características documentadas en el anexo 1 en el cual representa las condiciones de gasolina de carga a la unidad Merox 30 gasolina, estos análisis se hacen diariamente en la REE. Los gases de cabeza de la debutanizadora son enviados para tratamiento a la unidad de Merox LPG. 3.3 CONDICIONES DE OPERACIÓN DE LA UNIDAD FCC EN LA REE Flujo de carga de gasóleos 106 m3/hr Temperatura de la carga al elevador 218°C Relación en peso C/O 7.1 Catalizador / actividad XAS/70 Presión del reactor 2,1Kg/cm2 Temperatura del reactor 520°C Temperatura del regenerador 750°C 3.4 PRODUCTOS OBTENIDOS DE LA UNIDAD FCC TABLA 1. Productos obtenidos de la Unidad FCC de la Refinería Estatal Esmeraldas PRODUCTOS Gas LPG C3-C4 Gasolinas C5-C9 Aceite cíclico pesado y ligero Slurry DESTINO A tratamiento de Gas, Gas combustible, A tratamiento merox 100, almacenamiento en esferas, despacho petroquímica. Tratamiento merox 200, almacenamiento y despacho Mezclas para Fuel Oil Al elevador del reactor (reciclado) Fuente: Refinería Estatal Esmeraldas – Bunker Elaborado por: Carlos Calderón G. 31 3.4 UNIDADES MEROX DE LA REFINERÍA ESTATAL DE ESMERALDAS En la Refinería Estatal de Esmeraldas existen tres Unidades Merox como: Merox Jet Fuel, Merox LPG, y Merox gasolina. Las cuales se denominan Merox 100, Merox 200, Merox300. 3.4.1 MEROX JET FUEL (300) Este proceso mejora la calidad del Jet Fuel obtenido en destilación atmosférica. Este combustible es utilizado en los aviones y por lo tanto debe cumplir especificaciones muy rigurosas. Este proceso consiste en un lavado caustico, principalmente para la neutralización de los ácidos martinicos, en el lavado con agua para remoción de la sosa caustica, luego de lo cual pasa por filtros de sal y arcilla para eliminación de trazas de agua e impurezas. Este proceso mejora la calidad del Jet Fuel obtenido en destilación atmosférica. Elimina totalmente el agua que puede contener este combustible, además, elimina gomas y otros compuestos ácidos, con lo cual se satisface las normas de calidad de los combustibles de aviación. También y principalmente, ELIMINA el AZUFRE en este combustible Este producto que sale de esta Unidad es enviado a tanques de almacenamiento para su posterior comercialización. 32 3.4.2 MEROX GASOLINA (200) En esta unidad se trata la gasolina de alto octano obtenida en la Unidad de FCC. Es un tratamiento químico catalítico para destilados del petróleo, que sirve para la remoción de los mercaptanos o para convertirlos en bisulfuros. Cuando es aplicado adecuadamente, en sus varios aspectos de diseño, este proceso versátil es aplicable para el tratamiento de cargas, con puntos finales de ebullición ASTM, tan altos como 345°C. El proceso está basado en la habilidad de un catalizador o catalizadores compuestos de quelatos metálicos del grupo del hierro, para promover la oxidación de mercaptanos a bisulfuros, usando aire como fuente de oxígeno. 3.4.3 MEROX LPG (300) En esta unidad el LPG obtenido en la Unidad de Concentración de Gases, es tratado a fin de cumplir con las especificaciones máximas de corrosividad vigentes en el país. Primero entra a una torre de absorción en donde el H2S es captado por la dietanol amina, DEA que tiene la característica de absorberá este gas. El LPG saliente es sometido a un lavado caustico con el cual reacciona el acido sulfhídrico H2S, que es un elemento corrosivo y muy peligroso para la salud. Finalmente ingresa a un proceso de oxidación de los mercaptanos en donde son convertidos en bisulfuros, los mismos que son separados y enviados a mezcla con el crudo carga de las unidades de Destilación Atmosféricas. 33 El LPG tratado de esta forma tiene la especificación de corrosión a la lámina de cobre de máximo 1, que indica que no es corrosivo, luego de lo cual es enviado a las esferas de almacenamiento para despacho y comercialización. 34 CAPÍTULO IV CAPÍTULO IV 4.1 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO MEROX GASOLINA DE LA REFINERÍA ESTATAL DE ESMERALDAS El proceso Merox Gasolina se fundamenta en la operación unitaria de absorción. Es decir, la operación unitaria consiste en la separación de uno o más componentes de una mezcla líquida con la ayuda de un solvente líquido con el cual forma solución, o varios solutos, se absorben de la fase gaseosa y pasan a la líquida. El proceso de Absorción se define como La penetración o desaparición aparente de moléculas o iones de una o más sustancias en el interior de un sólido o líquido. La absorción es un proceso para separar mezclas en sus constituyentes, aprovechando la ventaja de que algunos componentes son fácilmente absorbidos Este es un proceso, en donde un líquido es capaz de absorber una sustancia gaseosa. En el caso del Endulzamiento de gas natural, el proceso de absorción se realiza utilizando solventes químicos, físicos, híbridos o mixtos. La absorción se aplica en los procesos de Endulzamiento con SOLVENTES QUÍMICOS, SOLVENTES FÍSICOS y con SOLVENTES HÍBRIDOS O MIXTOS. 35 En la unidad Merox se realizan análisis rutinarios de curva de destilación, y contenido de azufre y densidad relativa de la carga, como podemos ver en la tabla 2 hacemos un resumen del contenido de azufre total de la carga que ingresa a Merox gasolina para los meses de julio y agosto del 2010. TABLA 2. Análisis rutinarios del contenido de Azufre que ingresa al proceso Merox FECHA % AZUFRE 03-jul-10 1839 ppm 07-jul-10 1889 ppm 10-jul-10 1371 ppm 13-jul-10 1407 ppm 15-jul-10 2069 ppm 17-jul-10 1987 ppm 20-jul-10 2079 ppm 23-jul-10 2110 ppm 5-ago-10 2682 ppm 10-ago-10 2042 ppm 13-ago-10 2033 ppm 20-ago-10 2053 ppm 25-ago-10 2143 ppm Fuente: Refinería Estatal de Esmeraldas Elaborado por: Carlos Calderón G. 36 FIGURA 10. Proceso Merox Gasolina de la Refinería Estatal Esmeraldas 5 1 3 2 4 Fuente: Refinería Estatal de Esmeraldas Elaborado por: Carlos Calderón G. 1) Prelavador Caustico, 2) Reactor 1, 3) Reactor 1A, 4) Separador de Sosa Caustica, 5) Filtro de Arena. 37 El Proceso Merox es un tratamiento químico catalítico para destilados del petróleo, que sirve para la remoción de los mercaptanos o para convertirlos en disulfuros. Cuando es aplicado adecuadamente, en sus varios aspectos de diseño, este proceso versátil es aplicable para el tratamiento de cargas, con puntos finales de ebullición ASTM, tan altos como 345°C. El proceso está basado en la habilidad de un catalizador o catalizadores compuestos de quelatos metálicos del grupo del hierro, para promover la oxidación de mercaptanos a disulfuros, usando aire como fuente de oxígeno. La reacción total se da a continuación: RSH + ¼ 02 ½ RSSR + ½ H2 A continuación tenemos los procesos de cada uno de los equipos de la unidad merox Gasolina como podemos ver en la Fig. 10 38 4.1.1 PRELAVADOR CÁUSTICO IMAGEN 4. Prelavador Caustico MEV 208 Fuente: Refinería Estatal de Esmeraldas Elaborado por: Carlos Calderón G. Es un recipiente vertical, remueve el H2S, utilizando una solución cáustica de Na OH de 10oBe que es normalmente operado a 60% del nivel de la solución cáustica. La carga entra por el fondo del recipiente y se inyecta la solución cáustica, a través de un distribuidor de 3 pulg. con agujeros orientados hacia abajo. El área de los agujeros del distribuidor y la orientación son diseñadas para dar un íntimo contacto de mezcla a fin de completar la remoción de H2S. La gasolina sale de la torre del prelavador por la cima del recipiente con caudal de 9271 Bls/día y una temperatura de 38oC y es dirigido al reactor. 39 La solución cáustica cuando llega a un 60% a 70% de saturación, es necesario drenar la solución cáustica y rellenar con solución cáustica fresca de 10 0Be 2 veces por semana, 30 minutos. Esto es realizado a través de la línea de drenado de 2 pulg., y rellenado en el fondo del recipiente. El método UOP 210-76T es usado para determinar el porcentaje de gastado. 4.1.2 REACTOR MEROX IMAGEN 5. Reactor de Carbón Vegetal MEV201-MEV201A Fuente: Refinería Estatal de Esmeraldas Elaborado por: Carlos Calderón G 40 El Reactor Merox produce las reacciones de transformación de mercaptanos a disulfuros (endulzamiento), que no son corrosivos. Consiste en un lecho de carbón vegetal, este es cargado con la impregnación de un catalizador. Esto se realiza mediante la circulación de una solución de 0.2% en peso de amoniaco, inyectando el catalizador dentro de la solución circulante, y trayendo la lechada en contacto con el lecho de carbón vegetal, de tal manera que el catalizador pueda ser absorbido en el carbón vegetal. La carga entra en un mezclador de aire, donde la cantidad medida de aire es inyectada continuamente dentro del hidrocarburo por difusión, atravesando un cilindro de acero sintetizado para depurar el carbón activado del reactor. El aire que se suministra proviene del medio ambiente es comprimido en un compresor QUINCY se inyecta a una presión de 7 kilos, pero se lo controla con una válvula controladora de aire a 5 kilos, para una adecuada oxidación. La mezcla gasolina y aire entran al reactor a través de un distribuidor en el lado superior, en el cual está diseñado para proveer una distribución de flujo lateral uniforme sobre la sección transversal del reactor. Esto minimizaría cualquier ocasión de canalización a través del lecho catalítico. Los agujeros del distribuidor deberán ser orientados hacia la parte superior. La reacción de endulzamiento tendrá lugar en el reactor cuando la gasolina y el flujo de aire atraviesen el lecho catalítico alcalinizado. El reactor es operado a suficiente presión para mantener todo el aire disuelto en la gasolina, cualquier aire no disuelto se separaría y se colectarla en el domo de la cima del reactor. 41 El aire deberá ser manualmente venteado, en la medida en que sea necesario, usando la línea de venteo en el reactor. La gasolina tratada sale por el lado inferior del reactor a través de una pantalla Johnson ensamblada al colector, los agujeros de la malla son de 0.010 pulgadas de ancho. 4.1.3 SEDIMENTADOR CÁUSTICO IMAGEN 6. Sedimentador Caustico MEV202 Fuente: Refinería Estatal de Esmeraldas Elaborado por: Carlos Calderón G. El efluente del reactor va hacia el sedimentador. El sedimentador está diseñado para permitir la separación por gravedad de la solución cáustica acuosa del producto de hidrocarburo, la gasolina separada, sale por la parte superior del sedimentador cáustico. 42 La solución cáustica es circulada desde la salida del fondo del sedimentador, hacia el reactor y retorna al sedimentador cáustico. Típicamente esta circulación ocurre una vez por día, por un lapso de 15 a 30 min, a razón de 10 a 20% del flujo del hidrocarburo, entre estos períodos de saturación, la solución cáustica sedimentada quedaría en el sedimentador. Eventualmente, la solución cáustica que ha sido circulada llega a contaminarse por la impureza depositada sobre el catalizador y lavadas por la solución cáustica. Muchas de estas impurezas darían a la solución cáustica una coloración de ámbar profundo, café rojizo y un color negruzco. 4.1.4 FILTRO DE ARENA IMAGEN 7. Filtro de Arena MEV207 Fuente: Refinería Estatal de Esmeraldas Elaborado por: Carlos Calderón G. 43 El producto recibido desde la parte superior del sedimentador cáustico que aun contiene remanentes de NaOH gastada, es enviado al filtro de arena. El filtro de arena está provisto para coalecer las gotas remanentes de solución cáustica que entran en el producto desde el sedimentador cáustico. También elimina trazas de aguas que están mezcladas en las gasolinas. La altura del lecho de arena es de 8 pies y 5 pulgadas, y con un número de malla 8 a 16, y esta soportado sobre una grilla con una malla tipo Johnson, y con agujeros de 0.025 pulgadas de diámetro. La gasolina entra al lado del recipiente en la cima a través de un distribuidor agujereado de entrada fluye hacia abajo a través del lecho, y sale por el lado más bajo del recipiente, dentro de una pantalla deflectora. La pantalla protege la salida del hidrocarburo y permite que la solución acuosa corra hacia debajo de las paredes, y se colecte en el fondo del recipiente. Un medidor de nivel de vidrio es provisto de tal manera que pueda ser visto el líquido colectado. Periódicamente esto será drenado el fondo del recipiente al sumidero bombeado hacia fuera. La gasolina tratada en el proceso Merox es analizada en su contenido de azufre total en el equipo HORIBA SULFUR-IN-OIL ANALIZER SINDIE 7039, ver anexo 5, de acuerdo a la norma D 4294 – 03, Standard Test Method for Sulfur in Petroleum and Petroleum Products by Energy- Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometry1. 44 La gasolina proveniente de este proceso se mezcla en BLENDING para obtener gasolinas comerciales. Es decir la mezcla de todas las naftas con su % de azufre correspondiente como podemos ver en la tabla 3. TABLA 3. Tipos de Naftas de la R.E.E Unidad de Proceso Tipo de Nafta Ppm de Azufre Cracking Catalítico Fluido Nafta Tratada 1350 Ppm Nafta Liviana 35 – 40 Ppm Nafta Pesada 90 – 130 Ppm Nafta Liviana Reformada 0.6 Ppm Nafta Isomerizada 0.5 Ppm (FCC) Crudo 1 y 2 Reformado Catalítico continuo (CCR) Izomerizadora Fuente: Laboratorio de Refinería Estatal de Esmeraldas Elaborado por: Carlos Calderón G. Todo este proceso de la Unidad Merox Gasolina se controla manualmente, solo la válvula que controla la presión (PC 212) es controlada con el Software Extirium TKS desde el Bunker central. En el anexo 6 se indica los productos químicos utilizados en la Unidad Merox. Y se indica las principales características técnicas. La información complementaria acerca de estos productos químicos se encuentran en las hojas MSDS de cada una y que están en la unidad. 45 4.2 VARIABLES DEL PROCESO MEROX GASOLINA A continuación se mencionan las variables del proceso. 4.2.1 CONCENTRACIÓN DE OXIGENO AL REACTOR El oxígeno que se requiere es suministrado a la unidad merox en la forma de aire atmosférico comprimido. La cantidad estequiométrica o teórica de oxígeno necesario es de 0.25 Kg por Kg (0.25 lbs. por lbs.) de sulfuro mercaptano. Un metro cúbico normal de aire contendrá alrededor de 0.30 kg de oxígeno. Sin embargo, teóricamente se necesita alrededor de 0.83 NM3 (normales metro cúbicos) de aire, por cada kilogramo de azufre mercaptano a ser oxidado (14.1 SCF/lb RSH-S). Es necesario por supuesto tener al menos un ligero exceso de oxígeno presente pero siempre se recomienda mantener este exceso a un mínimo: la cantidad de exceso de aire de inyección necesario es altamente dependiente de la alimentación individual, pero normalmente oscila entre 1.2 a 2 veces el requerimiento teórico. A una razón de inyección de aire inicial buena es de 1.5 veces lo teórico, y podría ser calculada mediante la fórmula siguiente: ECUACIÓN 1. Aire Suministrado Aire = 1.5 (0.83) (carga) (S.G.) (RSH) / 1000 Fuente: Refinería Estatal de Esmeraldas Elaborado por: Carlos Calderón G. 46 Donde: Aire = Razón de inyección de aire (nm3/hr). 1.5 = 1.5 veces la razón de aire teórico. 0.83 = Razón de aire teórico (nm3/kg RSH-S). Razón de alimentación = Razón de flujo de alimentación (m3/hr). S.G. = Gravedad específica a 15.5°C 60°F 0.75. RSH. = Sulfuro mercaptano (peso ppm). NOTA: Nm3/hr es igual a los normales metros cúbicos por hora referido a condiciones estándar, una atmósfera de presión y 60°F (15,5 °C). El aire inyectado debe ser completamente disuelto en el hidrocarburo. De otra manera una fase de aire separado existente en el lecho fijo, puede eventualmente causar una canalización. El factor más importante para la solubilidad es la presión del reactor. Presión suficiente para disolver el aire requerido, deberá mantenerse en todo momento. En condiciones de diseño, la presión de entrada al reactor deberá ser 585 Kpa. La línea de venteo de 1" de la cima del reactor al nivel del piso, es utilizada para liberar cualquier exceso de aire que podría estar en el reactor. 4.2.2 ALCALINIDAD EN EL REACTOR La reacción de endulzamiento tiene lugar en un ambiente alcalino de acuerdo a las fórmulas siguientes: 47 RSH + Na0H NaSR + H20 NaSR + ¼ 02 + ½ H20 ½ RSSR + Na0H Para mantener un ambiente alcalino alrededor del lecho de catalizador, se usa solución cáustica de NaOH de 10°Be, para saturar el lecho periódicamente. Solución cáustica es inyectada en la cima del reactor sin interrumpir la carga de hidrocarburo. La solución cáustica fluye a través del lecho de catalizador y es luego colectada en el decantador de solución cáustica. Se estima que de 15 a 75 granos de NaOH será necesario para un metro cúbico de carga (5 a 25 libras de NaOH por 1000 barriles) para mantener una suficiente alcalinidad en el lecho. Bajo condiciones estables, la pérdida de alcalinidad del lecho es reconocida por un incremento gradual en el contenido de mercaptano del producto tratado esto se verifica mediante un análisis ponteciometrico, realizada en el laboratorio de acuerdo a la norma UOP – 209 adjunto anexo 7. Cuando se aproxime al límite de la especificación del producto, el lecho debe ser restaurado con solución cáustica. La razón de circulación de sosa no debe exceder del 20% del volumen de la razón de carga de hidrocarburo. Una duración de 30 minutos de circulación de solución cáustica es deseable. Estos números dan un punto de arranque sugerido; la razón, la duración y frecuencia debe ser optimizada basada en la experiencia de operación actual. La solución cáustica es típicamente usada para algunos ciclos de restauraciones. El color de la misma es un indicativo de contaminantes que han sido absorbidos del lecho de catalizador. 48 La solución cáustica no puede ser rehusada hasta que no se restaure la actividad del lecho de catalizador, o llegue a ser pesado con contaminantes, que el rehúso continuo no se justifique. El color de la solución cáustica llega a ser ámbar profundo, naranja o café rojizo con el uso repetido. Últimamente esta solución cáustica debe ser removida de la unidad y solución cáustica fresca, debe ser utilizada, en la próxima restauración. La sosa caustica gastada es almacenada en un tanque de almacenamiento SC-TO2, con capacidad de 100m3 como podemos ver en la imagen 8. IMAGEN 8. Tanque de Sosa Gastada de la R.E.E Fuente: Refinería Estatal de Esmeraldas Elaborado por: Carlos Calderón G. 49 Actualmente se almacenan en tanques con capacidad de 55 galones como podemos ver en la imagen 9, alrededor de 615 tanques semestrales son usados para su almacenamiento dando un valor de 256,06m3 anuales de sosa gastada. IMAGEN 9. Tanque de Sosa gastada almacenadas en la R.E.E Fuente: Refinería Estatal de Esmeraldas Elaborado por: Carlos Calderón G. Cálculo de seis meses Volumen Anual Calculo en galones 256,06 67538,3856 50 4.2.3 TIEMPO DE RESIDENCIA Lo más importante para el contacto en la unidad Merox del lecho fijo es el lecho de catalizador. La estructura porosa del carbón vegetal provee un área de superficie hasta para el contacto entre el mercaptano, cáustica, oxígeno y catalizador. La variable disponible para ajustar el contacto, es el tiempo de residencia en el lecho de catalizador. El tiempo de residencia es usualmente expresado en término de volumen de carga por hora y por volumen de lecho de catalizador, el término común para esto es velocidad espacial horario del líquido (LHSV). Un incremento en el tiempo de residencia (disminuye el LHSV), mejoraría la conversión de mercaptano a disulfuro. Conforme el lecho de catalizador acumula tiempo de residencia, los poros de carbón vegetal, que mantiene el catalizador Merox, llegan a ser gradualmente obstruidos y bloqueados por trazas de contaminantes en la carga, tales como hidrocarburos pesados, productos de oxidación, ácidos orgánicos, etc. Esto reduce la efectividad del contacto, y ampliamente es la causa de la desactivación del lecho de catalizador. Esta desactivación resulta en un contenido elevado de mercaptano en el producto. Razones de carga reducidas (bajo LHSV) molestarían la pérdida de actividad del catalizador, pero únicamente a expensas de pérdida de producción. Reactivación del lecho de catalizador restauraría la actividad de catalizador a niveles aceptables. 51 4.2.4 TEMPERATURA DEL PROCESO La oxidación del mercaptano es favorecida por la alta temperatura, pero normalmente es adecuada a temperaturas de corridas económicas. Estos rangos típicamente están entre 30° y 50°C (85° y 120°F). Sin embargo, altas temperaturas pueden también acentuar otras reacciones de oxidación, las cuales pueden ser indeseables, tales como formación de cuerpos de color, oxidación del precursor de gomas, y formación de compuestos los cuales conducen a una desactivación prematura del lecho de catalizador. De ahí que la temperatura de la carga debe ser mantenida tan baja como sea posible en práctica, mientras se mantenga el grado deseado de conversión de mercaptano. La temperatura está también limitada por las consideraciones de almacenaje, tales como punto de flasheo o pérdidas de vapor. Temperaturas de carga en un exceso de 60°C (140°F) para periodos largos, deberá ser evitado a causa de las consideraciones de metalúrgica ya que se produce fragilizacion caustica del metal. 4.3 CONDICIONES DE OPERACIÓN DE LA UNIDAD MEROX GASOLINA (200) Razón de carga Gasolina de FCC 61.4 m3/h, 9271 Bls/día Razón de inyección de aire 1.2 nm3/kg azufre mercaptano. Presión de entrada al reactor 585 Kpa manométrico 85 psig 52 Temperatura de la carga 38oC. Sulfuro mercaptano en la carga, wppm 600max. Sulfuro Mercaptano, producto ppm 5 Circulación caustica 2 veces por semana, 30 minutos, 14m 3/h o 20% de razón de hidrocarburo. La gasolina luego de haber sido tratada en esta unidad Merox sale con un contenido de azufre total promedio de 1350,4 ppm determinado mediante el método UOP 357. Se adjunta en el anexo 3 certificados de calidad, de la gasolina tratada. 4.4 PROCEDIMIENTOS DE PARADA DE LA UNIDAD MEROX GASOLINA Para una buena operación de la unidad Merox gasolina se realizan paradas temporal y normal a continuación los pasos a seguir. 4.4.1 PARADA TEMPORAL DE LA UNIDAD MEROX GASOLINA Pare la inyección de aire, cerrando por lo menos una válvula de corte positiva By-pass la unidad Merox hacia tanques de almacenajes de productos, fuera de especificación o de slop. Bloquee la unidad. Pare y bloquee la descarga de las bombas de inyección de inhibidor. Pare los motores del enfriador de aire de producto. 53 4.4.2 PARADA NORMAL DE LA UNIDAD MEROX GASOLINA Una parada normal es ejecutada de la misma manera que una parada temporal. La unidad es vaciada siguiendo las prácticas de seguridades normales de refinería, correspondientes al venteado, drenado, disposición de hidrocarburo, junta cegada, vaporizado. Unidades de lecho fijo no deben ser mantenidas fuera de servicio por periodos largos y conteniendo hidrocarburos, ya que ciertas reacciones de polimerización pueden ocurrir, lo cual daría corno resultado una disminución en la vida del carbón vegetal. Si una parada larga está planificada, el lecho de carbón debe ser vaporizado para liberar el hidrocarburo, lavado con agua caliente depresionando ligeramente con nitrógeno para prevenir herrumbre. 4.5 MANTENIMIENTOS ESPECIALES DE LA UNIDAD MEROX GASOLINA La unidad Merox gasolina requiere un mantenimiento especial para un óptimo proceso que se detalla a continuación. 4.5.1 LAVADO CON AGUA CALIENTE Conforme la vida del reactor se acumula, la actividad del catalizador comenzará a declinar. Esto se debe fundamentalmente a las impurezas superficiales que se colectan en los poros del carbón vegetal. El fenómeno de la desactivación de catalizador es gradual y a un grado recuperable por recirculación de solución cáustica más frecuente, y últimamente por un lavado con agua caliente. La necesidad de lavado con agua caliente puede ser generalmente anticipo y programado por un tiempo conveniente. Típicamente 54 la frecuencia de lavado con agua caliente será entre 6 meses a un año, pero varía con las diferentes cargas y las condiciones operacionales. El lavado con agua caliente puede también ser efectivo en la reducción o eliminación de la presión del lecho del reactor. La caída de presión del lecho del reactor nunca deberá permitirse que exceda a 70 Kpa (10psi). El agua usada para el lavado del reactor puede ser condensada de vapor limpio o agua desionizada, que esté libre de suciedad, material en suspensión, dureza, sales en exceso y cloruro activo como hipoclorito. El agua de alimentación a calderas antes de la adición de aditivos químicos, es también aceptable. El uso de cualquier otra clase de agua resultaría en una reducción de la vida del catalizador y la vida del carbón vegetal. El agua de lavado que contiene sales fuertes, tales como bicarbonatos de calcio, magnesio, hierro, etc., forman carbonatos insolubles, que se depositan en los poros del carbón vegetal, y reducen su vida útil En cualquier caso, el agua usada debe tener una dureza total no mayor a 40 ppm, medido como carbonato de calcio. El siguiente procedimiento debe ser seguido para el lavado con agua caliente del lecho de carbón vegetal 55 Dirija la carga de hidrocarburo al reactor de relevo, venteando el gas de protección conforme se llena. Cambie las válvulas de aislamiento del tambor de drenaje de agua del reactor. Aplique nitrógeno o presión de vapor a la entrada del reactor desactivado, alinee la bomba de circulación y bombee el reactor desactivado a la línea de producto, vía línea de bombeo hacia fuera de 4”. Paralice el bombeo cuando la gasolina ha sido extraída. Introduzca agua de lavado caliente a 120°F (50°C) al reactor hasta llenarlo. Pare el agua fresca y bombee agua del reactor a las facilidades de solución cáustica gastada. Repita este procedimiento. Este paso reducirá grandemente la alcalinidad del agua de lavado, descargando al sistema de aguas aceitosas. Después de que el hidrocarburo ha sido bombeado desde el reactor, y la mayor porción de la solución cáustica residual inyección de vapor flujo bajo, ha sido removida, comience la a través del lecho por la vía del calentador de agua, a una razón de vapor aproximadamente de 80 kg por hora por m3 (5 Ibrs. por ft3) de carbón vegetal en el reactor. Es necesario medir estas razones. Esta actividad demoraría entre una y dos horas para remover la mayor parte de hidrocarburos remanentes y calentar el lecho de catalizador. Para cargas con aromáticos elevados, por razones de seguridad el efluente del drenado del reactor es usualmente enfriado usando directamente agua fría o un intercambiador de calor. 56 Comisione el calentador de agua e introduzca agua caliente, 95-99°C (205210°F) vía distribuidor de entrada del reactor, a una razón de aproximadamente 0.65 m3 de agua (8 gls/min por 100 pies cúbicos de carbón vegetal). No es necesario medir está razón. Inicialmente la válvula de drenaje del reactor está cerrada. Cuando el reactor está lleno de líquido, abra la válvula de drenaje al sumidero (o a un punto de disposición alternativo) a una razón aproximadamente igual a la razón a la cual el agua caliente y fría está fluyendo hacia el reactor. PRECAUCIONES: el carbón vegetal usado como soporte de catalizador puede flotar; de ahí que no se debe rebosar o el catalizador se perdería por la cima del reactor. Durante las etapas iniciales de vaporizado y lavado con agua caliente, el efluente del reactor de la línea de drenaje será altamente decolorado, ejemplo: negro o café negruzco, y espumoso. Conforme procede el lavado, el agua será ligera en sombra y pasará a través de una serie de matices de color. Eventualmente el agua llega a ser clara y amarilla tenue, si se lava por un tiempo largo, esencialmente pierde el color. Si el lecho está siendo lavado únicamente para reactivar el catalizador por limpieza de los poros de carbón vegetal, el lavado se considera completo cuando el agua de lavado está limpia o sin color o con un color amarillo tenue. Si el lecho está siendo lavado con agua, previo a la reimpregnación de catalizador, el lavado con agua caliente se continúa hasta que el pH del agua efluente es 57 reducido a 8 y 9, o esencialmente al pH del agua fresca de lavado. Esto minimizará el consumo de ácido acético en un paso posterior. Gradualmente pare el flujo de vapor, pero comience a introducir condensado frío, a través del calentador de agua dentro del reactor, para enfriar el lecho de carbón vegetal a una temperatura de alrededor de 140°F (60°C). Nitrógeno puede ser usado para mantener el reactor ligeramente presionado. Después de que el lecho es enfriado, el agua es desplazada con presión de nitrógeno, y toda el agua en el reactor es drenada. 4.5.2 RE IMPREGNACIÓN DE CATALIZADOR AL LECHO DE CARBÓN VEGETAL La impregnación del catalizador es necesaria únicamente cuando él lavado con agua caliente no es muy efectivo para reactivar el catalizador. El intervalo entre reimprenagciones de catalizador es una función de la propia operación, de los tipos de mercaptanos en la carga de alimentación, de la fuente de crudo, impurezas de la carga, vida del catalizador, etc. y usualmente no será requerido por un año o aún más. Algunos refinadores re impregnan en base a una rutina anual para minimizar los problemas durante el año. Algunos refinadores operan por años de años únicamente con lavados de agua ocasionales.3 3 GUERRERO, Juan, “Manual de operación Unidad Merox Gasolina”. Esmeraldas-Ecuador, 2005. 58 Siga los pasos de la sección lavado con agua caliente, tome nota del paso el cual establece que el pH del agua efluente debe ser reducido a un pH de 8 a 9 ó a un pH en el cual no parezca que se reduce posteriormente. Mientras lava el lecho del reactor, también lave las líneas de succión y descarga de la bomba de circulación, a fin de reducir la alcalinidad residual. El siguiente procedimiento se debe seguir para la reimpregnación de catalizador al lecho de carbón vegetal. Cierre la válvula de drenaje del reactor y llene el reactor con agua condensada caliente, 50-600C (120-140°F). Ventee nitrógeno para mantener una presión ligeramente positiva en el reactor. Pare el agua y bloquee el calentador de agua cuando el reactor esté lleno y el lecho del catalizador este sumergido. Abra las válvulas en la línea de drenaje del reactor y en la línea de salida lateral que va a la succión de la bomba de circulación. Alinee las válvulas en la descarga de la bomba hacia la línea de entrada al reactor y dentro del reactor. Arranque la bomba de circulación y circule agua desde el fondo al tope del reactor, en un sistema cerrado una razón de bombeo máxima. En este punto, las válvulas en la línea de succión de la bomba de circulación del drenaje del fondo del reactor y de la salida lateral del reactor, están abiertas. Durante este procedimiento, la temperatura del agua circulante puede ser mantenida a 12059 140°F (50-60°C) por inyección periódica de vapor al sistema, vía calentador de agua, si es necesario. La temperatura del agua puede ser satisfactoriamente estimada tocando la carcaza de la bomba de circulación o tubería de descarga. Ponga alrededor de 20 lts (5gal) de ácido acético glacial dentro de su respectivo recipiente. Educte el ácido dentro del agua circulante por regulación de la válvula de globo, en la línea de descarga de la bomba, en la succión del eductor. El ácido acético glacial deberá ser adicionado al sistema por un periodo de 5-10 minutos. Después de circular el agua acidificada por una hora, o el volumen del reactor, o cualquiera de los dos que sea más corto; chequee el pH del agua circulante en la línea de succión de la bomba circulante en la salida del reactor. Si el pH del agua circulante excede de 6.5, educte otros 20 lts de ácido acético, como se describe anteriormente. Después de otro periodo apropiado de tiempo chequee otra vez el pH, a la salida del reactor. Continúe este procedimiento hasta que el pH sea de 6.5 o menos, y luego pare la bomba de circulación. Drene el agua acidificada del drenaje del reactor, usando nitrógeno para mantener una presión ligeramente positiva en el reactor. Usted puede notar que el agua drenada después de la acidificación es coloreada, esto es una indicación que la adición de ácido fue efectiva en relación con los contaminantes adicionales del lecho de catalizador. El carbón vegetal está ahora listo para la impregnación con catalizador merox. 60 4.5.3 RETROLAVADO DEL FILTRO DE ARENA El filtro de arena puede gradualmente perder su habilidad para una eficiente coalecencia, como se evidencia por un producto nebuloso, o podría desarrollarse una caída de presión detectable (2 PSI o 15Kpa máx.). Por cualquier razón, el filtro de arena debe ser by-passeado y luego Retrolavado con agua fresca para restaurar su eficiencia, el procedimiento es el siguiente: By-passe el flujo, alrededor del filtro de arena y bloquee las válvulas de entrada y salida. Depresione el recipiente, y drene o bombee hacia fuera el producto. Conecte una manguera de agua a la conexión provista en el drenaje del recipiente. Abra la línea de Retrolavado desde el punto de entrada normal de hidrocarburo, al sistema de drenaje. Alinee agua fresca al fondo del recipiente, a una razón moderada para llenarlo. Ajuste el flujo de agua para obtener un flujo estable, pero no excesivo, del agua de lavado al sumidero. La razón de flujo no debe ser excesiva, puesto que podría causar levantamiento del lecho o traslado de arena. 61 Continúe el lavado con agua hasta que el agua efluente sea visiblemente clara, limpia y tenga un pH similar al del agua fresca de lavado. Pare el procedimiento de lavado, desconecte la manguera de agua y cierre la línea de Retrolavado al sumidero. Abra la válvula de entrada al filtro de arena y lentamente desplace el agua de lavado al sumidero, con producto. Regule el flujo de hidrocarburo con la válvula de drenaje, de tal manera que evite perturbar el resto de la unidad o pérdida de contra presión en la misma. Cuando toda el agua ha sido desplazada, cierre la válvula de drenaje, abra la válvula de salida de hidrocarburo del filtro de arena y cierre lentamente la válvula de by-pass, dejando el recipiente de nuevo en servicio normal. 62 CAPÍTULO V CAPÍTULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 5.1 CONCLUSIONES El contenido de azufre que tiene la carga de la unidad Merox gasolina (200), no es reducido en un 100%, esta unidad solo remueve a los mercaptanos y los inertiza. Sin embargo el proceso logra disminuir el contenido de azufre total hasta un 27% aproximadamente, según se verifica en los reportes de análisis de rutina de la carga dado en los anexos 1. Las condiciones de operación en la unidad Merox gasolina (200) son las adecuadas, la variable más importante es la temperatura del proceso que debe estar en el rango 300C a 500C, en la REE la temperatura es la ambiente por lo que no hay un gasto energético en este proceso si se sobrepasa del rango de temperatura indicado la carga (gasolina) llega a oxidarse y formarse cuerpos de color, gomas. Los procesos MEROX son catalíticos, también pueden aplicarse a DIESEL. Concentraciones de menos de 5 ppm en peso de azufre total se puede obtener de un proceso MEROX. Estos procesos son más baratos y necesitan menos personal para su manejo, menores costos de operación. 63 En este momento en la REE existe gran cantidad de sosa gastada de 256,06m3 anualmente la cual no tiene un destino ambientalmente adecuado y constituye un pasivo ambiental. Otros procesos de desulfuración de gasolinas son los HDT, que se aplican en la Refinería Estatal de Esmeraldas para naftas ligeras y pesadas que luego serán mejoradas en su calidad mediante proceso de isomerización y Reformado. El proceso HDT es muy caro comparado con el Proceso Merox por el enorme gasto energético que implica. 64 5.2 RECOMENDACIONES Determinar un procedimiento para tratar la sosa gastada que actualmente está como un pasivo ambiental o entregarle a un gestor ambiental nacional o extranjero. Capacitar permanentemente al personal dada la extrema peligrosidad de los productos químicos que se maneja en esta área y la historia de los accidentes laborales e industriales. Todo el manejo de productos químicos por ser peligrosos y toxico debe realizarse de acuerdo a la norma técnica INEN 2 266:2009; esta norma establece los requisitos que se deben cumplir para el transporte, almacenamiento, y manejo de materiales peligrosos. Realizar mantenimiento predictivo y correctivo dada la obsolescencia de los equipos, previo a una evaluación de los mismos. 65 BIBLIOGRAFÍA GENERAL 1. GUERRERO, Juan, “Manual de operación Unidad Merox Gasolina”. Esmeraldas-Ecuador, 2005. 2. GUERRERO, Juan, “MSDS, Químicos Utilizados en la Unidad FCC (Cracking Catalítico Fluido)”. Esmeraldas-Ecuador, 2008. 3. HYDROCARBON, Processing, “Refining Processes 2004” 4. WUAQUIER, Jean P, “El Refino del petróleo” 5. WUITHIER, Pierre, ”El Petróleo, Refino y Tratamiento Químico” 6. CALLE, Luis. “Química y Característica del Petróleo y Productos Básicos” 7. BÁEZ PORTILLA, LUISA. “Diccionario de Términos Petroleros de la Refinería Estatal de Esmeraldas” 8. http://www.gestiopolis.com/recursos5/docs/eco/apligesti. 9. http://es.wikipedia.org/wiki/Petroecuador 10. http://www.uop.com/refining/1061_1.html 11. http://en.wikipedia.org/wiki/Merox 12. http://www.uop.com/refining/1110.html 66 GLOSARIO ABSORCIÓN: La penetración o desaparición aparente de moléculas o iones de una o más sustancias en el interior de un sólido o líquido. La absorción es un proceso para separar mezclas en sus constituyentes, aprovechando la ventaja de que algunos componentes son fácilmente absorbidos Este es un proceso, en donde un líquido es capaz de absorber una sustancia gaseosa. En el caso del Endulzamiento de gas natural, el proceso de absorción se realiza utilizando solventes químicos, físicos, híbridos o mixtos. ACEITE CÍCLICO: Extracción lateral de la columna principal de la planta catalítica, utilizada como reflujo o como componente del aceite combustible. ACIDO SULFHÍDRICO: es un ácido inorgánico de fórmula H2S. Este gas, más pesado que el aire, es inflamable, incoloro, tóxico y su olor es el de la materia orgánica en descomposición, como los huevos podridos. A pesar de ello, desempeña en el organismo del ser humano funciones esenciales. ADSORCIÓN: es un fenómeno de superficie, tiene lugar en la superficie de separación de dos fases, una sólida, a veces liquida y otra fluida. El sólido en cuya superficie se produce la adsorción se denomina adsorbente o sustrato. 67 ALCALINIDAD: Es la capacidad acido neutralizante de una sustancia química en solución acuosa. Esta alcalinidad de una sustancia se expresa en equivalentes de base por litro o en su equivalente de carbonato cálcico. ASTM: American Society for Testing Materials, es un organismo de normalización de los Estados Unidos de América AZUFRE: Es un elemento químico de número atómico 16 y símbolo S (del latín sulphur). Es un no metal abundante con un olor característico. El azufre se encuentra en forma nativa en regiones volcánicas y en sus formas reducidas formando sulfuros y sulfosales o bien en sus formas oxidadas como sulfatos. BISULFURO: Es un anión ácido derivado del ácido sulfhídrico. BUTANO: Hidrocarburo gaseoso, y/o liquido empleado como combustible. CATALIZADOR: En un proceso llamado catálisis, modifica la velocidad de una reacción química. Existen 2 tipos de catalizadores los que aumentan la velocidad de una reacción son llamados catalizadores positivos y los que disminuyen la velocidad son conocidos como catalizadores negativos o inhibidores que se pueden juntar COMBUSTIÓN: La combustión es una reacción química en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de calor y luz. 68 En toda combustión existe un elemento que arde y se denomina (combustible) y otro que produce la combustión (comburente), generalmente oxígeno en forma de O2 gaseoso. Los explosivos tienen oxígeno ligado químicamente por lo que no necesitan el oxígeno del aire para realizar la combustión, más un componente importante sería la combinación de gases con cualquier compuesto químico. COQUE: es un combustible obtenido de la destilación de la hulla calentada a temperaturas muy altas en hornos cerrados y a la cual añaden calcita para mejorar su combustión, que la aíslan del aire, y que sólo contiene una pequeña fracción de las materias volátiles que forman parte de la misma. Es producto de la descomposición térmica de carbones bituminosos en ausencia de aire. Cuando la hulla se calienta desprende gases que son muy útiles industrialmente; el sólido resultante es el carbón de coque, que es liviano y poroso. CORROSIÓN: El deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno. De manera más general, puede entenderse como la tendencia general que tienen los materiales a buscar su forma más estable o de menor energía interna. Siempre que la corrosión esté originada por una reacción electroquímica (oxidación), la velocidad a la que tiene lugar dependerá en alguna medida de la temperatura, de la salinidad del fluido en contacto con el metal y de las propiedades de los metales en cuestión. Otros materiales no metálicos también sufren corrosión mediante otros mecanismos. 69 DESULFURACIÓN: Es un proceso destinado a eliminar el azufre (que es una impureza contaminante) que se encuentra en las fracciones del petróleo, luego de diversos procesos, tales como destilación fraccionada, destilación por presión reducida, reformado, o desintegración catalítica. ENDULZAMIENTO: Es la reacción de convertir los mercaptanos a disulfuros. GASÓLEOS: También denominado gasoil o diesel, es un líquido de color blancuzco o verdoso y de densidad sobre 850 kg/m3 (0,850 g/cm3), compuesto fundamentalmente por parafinas y utilizado principalmente como combustible en motores diesel y en calefacción. Su poder calorífico es de 8.800 kcal/m3. GASOLINA: La gasolina es una mezcla de hidrocarburos derivada del petróleo que se utiliza como combustible en motores de combustión interna con encendido a chispa. INEN: Instituto Ecuatoriano de Normalización. LPG: Gas Licuado de Petróleo, es la mezcla de gases condensables presentes en el gas natural o disuelto en el petróleo. Los componentes del GLP, aunque a temperatura y presión ambientales son gases, son fáciles de condensar, de ahí su nombre. En la práctica, se puede decir que los GLP son una mezcla de propano y butano. NAFTA: Producto (liquido), liviano del petróleo. 70 NAFTENICO: Un tipo de líquido del petróleo derivado del petróleo crudo nafténico, conteniendo una alta proporción de anillos cerrados del grupo metileno. MERCAPTANOS: En química orgánica, un tiol es un compuesto que contiene el grupo funcional formado por un átomo de azufre y un átomo de hidrógeno (-SH). Siendo el azufre análogo de un grupo alcohol (-OH), este grupo funcional es llamado grupo tiol o grupo sulfhidrilo. Tradicionalmente los thioles son denominados mercaptanos. MEROX: son las siglas para mercaptan oxidación. Es un propietario catalítico el proceso químico de Productos de aceite universales (UOP) y utilizado adentro refinerías de petróleo y proceso del gas natural plantas para quitar los mercaptans de LPG, propano, butanos, luz naftas, keroseno y combustible de jet convirtiéndolos al líquido hidrocarburo desulfurados. OCTANAJE: El octanaje o índice de octano, también se denomina RON (por sus siglas en inglés, Research Octane Number), es una escala que mide la capacidad antidetonante del combustible (como la gasolina) a detonar cuando se comprime dentro del cilindro de un motor. OXIDACIÓN: La oxidación es una reacción química muy poderosa donde un compuesto cede electrones, y por lo tanto aumenta su estado de oxidación. 71 PARAFINA: Parafina es el nombre común de un grupo de hidrocarburos alcanos de fórmula general CnH2n+2, donde n es el número de átomos de carbono. La molécula simple de la parafina proviene del metano, CH4, un gas a temperatura ambiente; en cambio, los miembros más pesados de la serie, como el octano C8H18, se presentan como líquidos. Las formas sólidas de parafina, llamadas cera de parafina, provienen de las moléculas más pesadas C20 a C40. PUNTO DE EBULLICIÓN: es aquella temperatura en la cual la materia cambia de estado líquido a gaseoso. Expresado de otra manera, en un líquido, el punto de ebullición es la temperatura a la cual la presión de vapor del líquido es igual a la presión del medio que rodea al líquido. En esas condiciones se puede formar vapor en cualquier punto del líquido. SALMUERA: Es agua con una alta concentración de sal disuelta (NaCl). SOSA CAUSTICA: Es un hidróxido cáustico usado en la industria (principalmente como una base química) en la fabricación de papel, tejidos, y detergentes. Además es usado en la Industria Petrolera en la elaboración de Lodos de Perforación base Agua. TIOALCOHOLES: Tiol o mercaptanos son derivados monoalquilados de sulfuro de hidrogeno, o H2S y su formula general, R-SH. UOP: Universal Oil Products 72 ANEXOS ANEXO 1. Reporte de resultados de análisis de rutina 73 ANEXO 2. Certificado de calidad de la nafta después de someterse al proceso merox gasolina; Tanque Y-T 8019. 74 ANEXO 3. Certificado de calidad de la nafta después de someterse al proceso merox gasolina; Tanque Y-T 8020. 75 ANEXO 4. Certificado de calidad de la gasolina después de someterse al blending de acuerdo a la norma técnica INEN 935-2010. 76 ANEXO 5. Equipo Horiba Sulfur-In-Oil Analizer Sindie 7039 77 ANEXO 6. Químicos utilizados de la unidad merox gasolina (200) REACTIVO UOP No1 CATALIZADOR FB CARACTERÍSTICAS GENERALES. Compuesto químico órgano-metálico, formado por quelatos de hierro PROPIEDADES FÍSICAS. FORMA: SOLUCIÓN LIQUIDA COLOR: AZUL FUERTE SOLUBILIDAD: LIGERAMENTE EN AGUA, EN SOLUCIONES CONCENTRADAS DE AMONIO Y AMINA TOTALMENTE EN METANOL. APLICACIONES. EN REFINERÍA. Catalizador utilizado en tratamiento merox-de gasolina (ME-200). CATALIZADOR MEROX JET FUEL DOSIFICACIÓN. De conformidad al proceso PRECAUCIONES. Debe manipularse con cuidado evitando contacto con la piel y los ojos, en caso de contacto lavar con abundante agua y jabón, en caso de contacto con los ojos lavar abundantemente y consultar al médico. DISPONIBLE. Garrafas de 2 galones. PROVEEDOR. LICENCIA Y SUMINISTRO U.O.P. Y OTROS. 78 ARENA AGENTE FILTRANTE CARACTERÍSTICA GENERAL. Compuesto químico natural formado por desintegración de las rocas, compuesto principalmente por dióxido de silicio. PROPIEDADES FÍSICAS. ARENA No DE MALLA U.S. 8-16 (2.38 – 1.19 mm) FORMA: SÓLIDA COLOR: GRIS GRAVEDAD ESPECIFICA: 2.2 – 2.6 SOLUBILIDAD INSOLUBLE EN AGUA Y ACIDO EXCEPTO EN HIDROFLORIDRICO ARENA No DE MALLA---------------------------10 – 30 ESTADO--------------------------------SÓLIDO NATURAL MATERIAL------------------------------CUARSOSA Sobre------------------------------------2 % Inferior----------------------------------8 % AGENTE FILTRANTE 14.44.0025 ARENA TAMIZADA ESTADO-----------------------------------SÓLIDO No MALLA U.S.----------------------------8 – 16 ASTM E.11, N° SIEVE 8 – 16; EQUIVALENTE A # MALLA U.S. 8 –16 APLICACIONES. GENERALES. En construcción, como lecho para filtros de arena, en purificación de aguas e hidrocarburos. 383 EN REFINERÍA. Como agente filtrante, en unidades merox, 100 y 200 así como en sistema de tratamientos de aguas. DOSIFICACIÓN. Ninguna PRECAUCIONES. Los polvos finos pueden causar molestias en los ojos y sistema respiratorio DISPONIBLE. En sacos o al granel PROVEEDOR. QUIMISOL S.A. 384 79 HIDRÓXIDO DE SODIO SOSA CAUSTICA, REGULADOR DE pH 1.- IDENTIFICACIÓN DEL PRODUCTO. Sinónimos: Soda cáustica; lejía; hidróxido de sodio sólido; hidrato de sodio Peso Molecular: 40,00 Fórmula químico: NaOH Códigos del producto: J: T: Panadero: 3718, 3721, 3722, 3723, 3728, 3734, 3736, 5045, 5565 Mallinckrodt: 7001, 7680, 7708, 7712, 7772, 7798 2.- COMPOSICIÓN/INFORMACIÓN DE LOS INGREDIENTES Ingredientes Cas Ningunos Por cientos Peligrosos Hidróxido 1310-73-2 99-100% 3.- IDENTIFICACIÓN DE LOS PELIGROS Descripción de la emergencia ¡c Veneno! ¡c Peligro! Corrosivo. Puede ser fatal si está tragado. Causa daño si es inhalado. Causas quemaduras a cualquier área del contacto. Reacciona con agua, los ácidos y otro material J: T: Grados de los Saf-t-datos del panadero (tm) proporcionados aquí para su conveniencia): Grado de la salud: 3-Severo (Veneno) Grado de la Inflamabilidad: 0-Ninguno Grado de la reactividad: 2-Moderado Grado del contacto: 4-Extremo (Corrosivo) En el Laboratorio protegerse con: Anteojos, capa de laboratorio, capilla del respiradero, guantes apropiados. Código del color del almacenaje: Raya blanca (Almacenar por separado) CARACTERÍSTICAS FÍSICAS – QUÍMICAS: ASPECTO: Pelotillas ò escamas blancas, delicuescentes Olor: Inodoro Solubilidad: 111 g/100 del agua Gravedad específica: 2.13 pH: 13 – 14 (0.5% sol.) % de volátiles por el volumen @ 2ºC (70ºF) 0 318 ºC (604ºF) Punto de ebullición: 1390 ºC (2534 ºF) Punto de fusión: 318 ºC (604 ºF) Densidad del vapor (Air = 1):1.0 Presión del vapor (milímetro hectogramo):Insignificante. Tarifa de la evaporación (BuAc=1):Ninguna información encontrada. PROVEEDOR: JT: BAKER Y OTROS. 200 80 CARBÓN ACTIVADO SOPORTE DE CATALIZADO CARACTERÍSTICAS GENERALES. FORMA---------------------------------------------SÓLIDO COLOR----------------------------------------------NEGRO DENSIDAD APARENTE (ABD)----------------0.4 – 0.5 gr/ml ÁREA SUPERFICIAL-----------------------------1000 m2/gr MIN. HUMEDAD EN EMPAQUE----------------------2 % MAX. SOLUBLES EN AGUA----------------------------1 % MAX. TAMAÑO DE PARTÍCULA # MALLA U.S.-----------------------------------8 – 30 SOBRE--------------------------------------------8 % MAX. INFERIOR----------------------------------------5% MAX. COEF. DE UNIFORMIDAD----------------------1.8 MAX. N° DE ABRASIÓN--------------------------------70 MIN. TAMAÑO MEDIO DE PARTÍCULA--------------1.4 – 1.7 mm OBS: CARBÓN ACTIVADO DE REFERENCIA: • NUCHAR WV-L 8 X 30 • NORIT PKDA 10 X 30 81 ANEXO 7. Análisis ponteciometrico de solución caustica usada MÉTODO UOP-209 DETERMINACIÓN DE LA ALCALINIDAD TOTAL. Pipetear 25 ml de solución caustica usada dentro de un frasco volumétrico de 500ml. Pipetear 10 ml de alícuota en un frasco erlenmeyer y adicionar 50 ml. Titular con acido 0.1 N usando como indicador naranja de metilo. CÁLCULOS: Alcalinidad como NaOH, % en peso = 4.0 x N x O x A/WR DONDE: A= Volumen del acido usado en la titulación N= Normalidad del acido usado R= Volumen de la alícuota tomada para la titulación, ml O= Volumen a la cual la muestra es diluida originalmente W= Peso de la muestra (g) (de los 25 ml originales) 82