Presentacion Industria Petróleo

Muy liviano
Liviano
Medio
Pesado
Extra pesado
a densidad API da una idea de la composición del crudo, que será más ligero cuanto mayor es su °API con ma
oporción de destilados ligeros y por lo tanto más favorable para la obtención de productos destilados de mayor v
ñadido como nafta y gas óil, mientras que un crudo con menor ºAPI, más pesado, necesitará de un esquema de re
ás complejo que incluya procesos de conversión para obtener los mismos destilados.
DESTILACIÓN TBP
Es una destilación fraccionada efectuada en un equipo
de destilación provisto con un relleno y un reflujo capaz
de producir una buena separación de los componentes.
Aproximadamente tiene 15 platos teóricos y un reflujo
igual a 5. Grafica % de destilado vs T.
Métodos a consultar: A.S.T.M. D-2892
CRUDO
800
700
T (ºC)
600
500
400
300
200
100
0
0
20
40
%LV
60
80
100
AGUA
Infraestructura
de
Refinación en Argentina
REFINERÍAS DEL PAÍS
Refinor
Campo Durán
26.1 KBD
IC: 1.0
YPF
Lujan de cuyo
105.5 KBD
IC: 11.0
Oíl Petróleo
San Lorenzo
50.3 KBD
IC: 3.0
Axión
Campana
88 KBD
IC: 7.3
REFINOR
4%
OIL
8%
OTRAS
2%
PETROBRAS
5%
YPF
50%
AXIÓN
14%
YPF
Plaza Huincul
25 KBD
IC: 1.9
Petrobras
Bahía Blanca
30.5 KBD
IC: 6.6
Shell
Dock Sud
107 KBD
IC: 6.4
YPF
La Plata
189 KBD
IC: 11.6
Otras
12 KBD
IC: Índice de Complejidad
SHELL
17%
Total Capacidad de Elaboración 633.400 bep/día
YPF
Petrobras
Shell
Refinor (50% de YPF)
Axión
Otras (DAPSA, Sol)
Oil
Rendimientos
según
tipo
de crudo y esquema.
Los rendimientos de los distintos productos dependen del tipo del tipo de crudo procesado
y el esquema de refinación.
Crudo liviano
Esquema de refino
Refinería
Refinería
simple
compleja
2%
25%
5%
40%
35%
38%
55%
0%
1%
14%
23%
Crudo pesado
Gases
Naftas
Destilados Medios
Fueloil y otros
62%
5%
30%
50%
15%
Valor del barril refinado
Valor del barril refinado
Tipo de crudo
CRACKING
CRACKING
Ruptura Molecular
Procedimientos de calor y presión
transforman a los hidrocarburos de alto
peso molecular y punto de ebullición
elevado en hidrocarburos de menor peso
molecular y punto de ebullición
Técnicas:
• Térmico (1913)
• Catalítico (1930)
• Hidrocraking(1960)
Crear más productos de valor
(aumenta la cantidad de
naftas)
Nafta liviana
Nafta pesada
Kerosene
TOPPING
Gas Oil Liviano
Crudo reducido
DESTILACIÓN AL VACÍO
G
O
P
GOP (25%)
A
s
f
a
l
t
o
CRACKING
TERMICO
Gas Oil Pesado
Propano
Nafta
Diesel Oil
GOP
COQUE
Gas residual
Propano
Butano
(FCC)
Butano
HIDROCRACKING
Gases Livianos
CRACKING
CATALÍTICO
Gas residual
GOL (25%)
Naftas Livianas
Nafta Pesada
Diesel Oil
Nafta
JP1
Horno Revoiler
Gas Oil a
Producción
CRACKING TERMICO
•
•
•
•
Tres finalidades:
Obtención de una materia prima petroquímica (etileno)
Obtención del coque
Reductor de viscosidad del Fuel Oil
Coquizado Retardado
Este proceso tiene por objeto la
ruptura (cracking) de cadenas
de hidrocarburos de alto peso
molecular, mediante la acción
combinada de alta temperatura
y tiempo de residencia.
Como consecuencia de las
reacciones también se produce
carbón residual (coque).
Diagrama de proceso
• La carga entra a 310°C ,pasa al horno de coquización y se calienta hasta altas
temperaturas( aproximadamente 510º C)
• Luego de pasar por el horno se “retarda” el material caliente durante 24hs en las
cámaras de reacción.
• El coque se retira de la cámara por medio de trépanos, los cuales lo van
cortando, ayudado con agua a presión mayor a 100kg/cm2
Reacciones Producidas en Cámaras
• Reacciones primarias
Se producen rupturas de largas moléculas obteniendo parafinas,
olefinas, ciclo olefinas y aromáticos.
• Reacciones secundarias
Son fundamentalmente reacciones de polimerización y condensación,
que finalmente producen coque.
Variables de Proceso
Temperatura de reacción
• Temperatura usual 490-495°C
• A mayor temperatura menor tiempo
• Temperaturas muy altas producen coque muy duro y temperaturas muy bajas
provocan formacion de lodos con alto contenido asfáltico.
• Con temperaturas menores a 482°C se produce corrosion del equipo por acido
sulfurico.
Tiempo de residencia
Se consigue en las cámaras de reacción, donde se terminan las reacciones
iniciadas en los hornos para que no se acumule carbón en los hornos.
Naturaleza de la carga
Facilidad de craqueo
Aromáticos
Naftenicos
Olefinas
Parafinas
Calidad y destino de los productos
Hornos
• Por la severidad de las reacciones se deposita una
película de carbón sobre las paredes interiores de los
tubos de los hornos.
• Cada 10 a 12 meses es necesario realizarles una limpieza
.
• El procedimiento de limpieza es el decoquizado térmico
con vapor y aire.
CRACKING CATALÍTICO
• Descompone los HC complejos en moléculas más simples
• Exposición, a alta temperatura y baja presión, a catalizadores
que favorecen las reacciones químicas.
• En todo proceso de craqueo catalítico hay tres funciones
básicas:
• Reacción: la carga reacciona con el catalizador y se descompone
en diferentes hidrocarburos.
• Regeneración: el catalizador se reactiva quemando el coque.
• Fraccionamiento: la corriente de hidrocarburos craqueados se
separa en diversos productos.
Los 3 tipos básicos de procesos de
Craqueo Catalítico son:
• Craqueo catalítico de lecho
fluidizado(FCC)
• Craqueo catalítico de lecho móvil
• Craqueo catalítico termofor(CCT)
Craqueo Catalítico de Lecho
Fluidizado (FCC)
• Las unidades de craqueo catalítico de lecho fluido tienen una
sección de catálisis (elevador, reactor y regenerador) y una
sección de fraccionamiento, las cuales trabajan conjuntamente
como una unidad de proceso integrada.
• El FCC utiliza un catalizador finamente pulverizado, suspendido
en vapor o gas de petróleo, que actúa como un líquido. El
craqueo tiene lugar en la tubería de alimentación (elevador),
por lo que la mezcla de catalizador e hidrocarburos fluye a
través del reactor.
Descripción del Proceso (FCC)
Sección de Reacción
Los equipos de reacción de las unidades de cracking tienen dos
partes fundamentales:
• Reactor ( RX )
se produce la reacción de cracking del HC.
• Regenerador
(RG)
se regenera el catalizador del carbón
absorbido.
Regenerador
Dense
Phase
Bed
Catalyst
(low carbon)
Air
Catalyst
Catalyst
Low
(high carbon) Oxygen
High
Oxygen
• Su función es sacarle el coke al
catalizador.
• Mediante inyección de aire suspende
al catalizador y se le quema el coke.
• Se agrega un catalizador para
provocar combustión completa.
• Los ciclones son los responsables de
separar el catalizador de los gases.
• La planta se auto balancea
térmicamente.
Ciclón
Producto
Partículas de
catalizador+
Producto
Ciclón
Fuerza centrífuga
Entrada
producto+
partículas
Partículas
Gruesas
Parte inferior
Partículas Finas +
Producto
Parte superior
FCC balance de calor
Flue gas
Regenerator
Spent Catalyst
Reactor
Products
Heat of
Coke
Combustion
Heat losses
Heat Losses
Heat of
Reaction
Recycle
Regeneration
Air
Regenerated
Catalyst
Fresh Feed
Feed Preheater
Válvulas Deslizantes
• Las válvulas están diseñadas para controlar el
flujo del catalizador hacia y desde el
regenerador.
• La función de la válvula es abastecer suficiente
catalizador para calentar la alimentación y lograr
la temperatura del reactor deseada.
• En una emergencia deberán ser capaces de
detener el flujo del catalizador.
Cargas
Compuesta por:
• GO pesado de Vacío
• GO pesado de Coque (en menor medida)
• GO pesado de Topping
Aspectos más importantes de Calidad de la Carga:
• Contenido de carbón conradson: mide el potencial de generación de
carbón de la carga.
• Nivel de contaminantes: en especial níquel y vanadio que son venenos
permanentes del catalizador.
• Composición química de la carga: las especies químicas predominantes
definen la calidad de los productos resultantes y la cantidad de carbón
producido.
• Si bien las unidades de FCC son muy flexibles y pueden procesar
cargas muy diversas, es importante conocer sus características para
adecuar la operación.
Producciones
Variables del Proceso
• El proceso de craqueo catalítico es un sistema de equilibrios.
Para que la unidad pueda ser operada en forma continua,
deben mantenerse tres balances:
• Balance de carbón
• Balance de calor
• Balance de presión
• Las modificaciones de variables deben realizarse teniendo en
cuenta que se mantengan en equilibrio los tres balances.
Las variables de operación se dividen en independientes y
dependientes.
Variables Operativas Independientes
• T° RX
• T° precalentamiento de carga
• Relación de reciclo
• Actividad de catalizador
• Modo de combustión
• Calidad de la carga
• Velocidad espacial
Variables Operativas Dependientes
•
•
•
•
T° RG
Velocidad de circulación
Conversión
Requerimiento de aire
Descripción de los Balances
• Balance de Calor
Variables Independientes
Dependiente
Balance de carbón
Balance de calor
Fuente de Calor
Combustión del coque absorbido
sobre el catalizador agotado
• Elevar la temperatura de la carga y productos hasta la
temperatura del RX.
• Satisfacer la endotermicidad de las reacciones de
craqueo.
Elevar la temperatura del aire de combustión y
transporte hasta la temperatura de los efluentes del
regenerador.
El calor perdido por las paredes del equipo.
Calor necesario para
Catalizadores
SELECTIVIDAD
Producto Deseado
Las características más importantes del catalizador son:
•
•
•
•
•
•
Actividad
Composición química
Tamaño de las celdas de la zeolitas
Area superficial de zeolitas y matriz.
Propiedades texturales: como volumen poral ,densidad, etc.
Granulometría
Los más usados son:
Productos sintéticos cristalinos, llamados zeolitas ó tamices moleculares,
fabricados a base de alúmina y sílice.
Aditivos
Catalizadores con características especiales que preferencian
características determinadas en la producción. El más usado es Z5M5 .
Comparación Craqueo
Catalítico vs Craqueo Térmico
• El catalizador marca la diferencia fundamental entre el cracking
catalítico y el térmico, conduce la reacción hacia la producción de nafta
y gasoil con mucho menos producción de coque (se consigue es
obtener lo que uno busca, frenando para tal efecto las reacciones
colaterales formadoras de coque.)
• Esta conducción por las reacciones deseadas es la que se denomina
selectividad.
• Diferencia entre estos 2 tipos de cracking:
En el térmico se produce lo que la reacción da, dando todo tipo de
productos deseables y no deseables
En el catalítico la selectividad impuesta por el catalizador hace que no
se produzcan compuestos indeseables.
Comparación Craqueo Catalítico
vs Craqueo Térmico
CRAQUEO TERMICO
CRAQUEO CATALÍTICO
30 minutos
2-8 segundos
Coque
30%
3-5%
Ron
75-80
90-95
GO
25%
30%
Índice cetano
42-46
33-35
Si
No
5-18 meses
2-5 años
1600
2750
77
155
Tiempo de reacción
Diolefinas
Factor de servicio
Capacidad (m3/dia)
Millones de U$S
Parada de planta de craqueo
catalítico