isozoom - Fábrica Carioca de Catalisadores

CATALIZANDO INNOVACIONES PARA UN
MUNDO EN TRANSFORMACIÓN
ISOZOOM
ADITIVO PARA MÁXIMO OCTANO-BARRIL Y GENERACIÓN DE C4´s
Para atender a la demanda por mayor octanaje de la gasolina, el refinador puede recurrir a aditivos convencionales a base
de zeolita ZSM-5. El sistema de poros de pequeño diámetro de esta zeolita sólo permite la entrada de compuestos lineares en
el rango de la nafta y LCO, que son craqueados dentro del cristal, produciendo especies de alto octanaje.
Estas reacciones consumen las olefinas y parafinas lineares C7 a C10 en el rango de ebullición de la nafta para producir principalmente olefinas ligeras C3 y C4 que componen el GLP. El aumento del rendimiento en GLP es, así, obtenido a costa de la pérdida
de producción de nafta. Este efecto es un beneficio para los refinadores que atienden al mercado de propileno; para otros,
entretanto, puede ser un trastorno al sobrecargar la operación del compresor de gas y de las unidades de tratamiento de GLP.
Actuando para aumentar la flexibilidad del refinador, Fábrica Carioca de Catalisadores S.A., en conjunto con los centros de investigación de Petrobras y de Albemarle, desarrolló una solución para la maximización de la producción de gasolina en una
refinería, a partir del aumento de rendimiento en nafta craqueada de mejor calidad en la unidad de FCC: ISOZOOM.
Lo que hace al aditivo ISOZOOM ser diferente de los convencionales son su formulación y tecnología de producción, que
permiten un mecanismo de reacción más selectivo a la isomerización con relación al craqueo. ISOZOOM no craquea ni crea
compuestos aromáticos, pero aumenta su concentración en la nafta craqueada al consumir las especies lineares. La zeolita
en este aditivo tiene sitios activos más accesible, más fuertes y más espaciados, de forma que las olefinas que se forman
en el rango de la nafta son consumidas antes que sufran transferencia de hidrógeno y se transformen en parafinas de bajo
octanaje. Esas propiedades favorecen la formación y la preservación de compuestos ramificados, resultando en la mejoría de
octanaje de la gasolina.
Como se aumenta el octanaje
Las olefinas de cadena larga en el rango de ebullición de la nafta tienen bajo octanaje. ISOZOOM las craquea selectivamente
para propileno y butenos, concentrando las moléculas ramificadas y aromáticas en la nafta craqueada, aumentando su octanaje.
40,0
Total de aromáticos, u.a.
Total de i-parafinas +
nafténicos + i-olefinas +
olefinas , u.a.
La Figura 1 compara el análisis PIANIO (parafinas, isoparafinas, aromáticos, nafténicos, iso-olefinas y olefinas) de la gasolina
obtenida con un sistema catalítico conteniendo ISOZOOM y otro con aditivo convencional. La gasolina resultante del uso de
aditivo convencional es más aromática que la con ISOZOOM, debido a la mayor extensión de las reacciones de craqueo. Por
otro lado, la gasolina obtenida con ISOZOOM posee más moléculas ramificadas, insaturadas y nafténicas (las parafinas lineares no fueron mostradas), que contribuyen para el octanaje y se traducen en un mayor volumen de gasolina en comparación
con los aditivos convencionales.
35,0
30,0
25,0
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0
Aditivo Convencional
ISOZOOM
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
Aditivo Convencional
ISOZOOM
Figura 1. PIANIO de la gasolina obtenida con ISOZOOM en comparación con aditivo convencional
El predominio del mecanismo de isomerización sobre el craqueo de olefinas presenta una ventaja adicional: cuando estas moléculas son hidrogenadas en la unidad de HDS, estas se transforman en parafinas ramificadas, preservando el octanaje de la gasolina.
Un test industrial demostró la efectividad del aditivo ISOZOOM para aumentar el octanaje de la gasolina en comparación con
un sistema catalítico sin aditivo. La Tabla 1 muestra el aumento de 1,2 puntos de MON, causado principalmente por la mayor
concentración de aromáticos en el rango de ebullición de la gasolina.
Delta
(ISOZOOM – base)
Conversión, %p/p
+ 0,8
Delta Coque
- 0,002
GLP, %p/p
+ 1,8
Nafta, %p/p
- 1,6
RON
+ 0,1
MON
+ 1,2
Olefinas (%)
- 2,2
Aromáticos (%)
+ 5,0
Para el mismo rendimiento de nafta craqueada, el uso del aditivo ISOZOOM
lleva a ganancias de octanaje en comparación con los aditivos convencionales, como se muestra en la Figura 2. Esto proporciona mayor margen de
operación para el refinador, que ahora puede adicionar una cantidad superior de nafta DD al pool de gasolina, aumentando la producción de gasolina
y, consecuentemente, su rentabilidad.
Si el objetivo de la refinería es un elevado rendimiento de gasolina con alto
octanaje, la elección debe recaer sobre ISOZOOM. En la Figura 3 los octanos-barril (MON-barrel) del sistema catalítico conteniendo ISOZOOM son
comparados con un caso base conteniendo un aditivo convencional. La evaluación fue hecha en unidad ACE, con los respectivos e-cats.
Tabla 1. Efecto de ISOZOOM en comparación con un
sistema sin aditivos
4000
3900
ISOZOOM
Aditivos convencionales
MON Barrel
Delta de octanaje
3
2,5
2
1,5
1
0,5
3800
3700
3600
3500
Aditivo convencional
ISOZOOM
3400
3300
0
MON
RON
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
Coque, %p/p
Figura 2. Ganancias de octanaje con ISOZOOM
en comparación con aditivos convencionales para
el mismo rendimiento de nafta craqueada (fuente:
estudios de laboratorio)
Figura 3. Producción de octanos-barril de ISOZOOM en
comparación con un aditivo convencional
En otra comparación comercial de ISOZOOM contra un sistema catalítico sin aditivo, se observó que, además de hacer más propileno que el caso base, el GLP producido por ISOZOOM es más rico en isobutano, lo que también lo hace ventajoso para uso
como carga de alquilación. La Figura 3 muestra que la relación isobutano/propileno es mayor en ISOZOOM que en el caso base.
Si la refinería cuenta con una unidad de alquilación, el isobutano y los butenos generados por ISOZOOM pueden ser alquilados e integrados al pool de gasolina, como componentes de alto octanaje y bajo azufre. Además, ISOZOOM favorece las
reacciones de isomerización de las moléculas en el rango de ebullición de la nafta, produciendo compuestos ramificados que
contribuyen para aumentar el octanaje de la nafta.
Destaques del producto
0,475
•Nafta craqueada con octanaje más elevado, permitiendo adición de
mayor cantidad de nafta DD al pool de gasolina;
0,470
0,465
0,460
•Preservación del octanaje cuando la nafta sufre post tratamiento
para reducción de azufre (HDS);
0,455
•Mayor tenor de isoparafinas en la gasolina;
0,450
Base
ISOZOOM
Figura 4. Relación iC4/C3= del GLP producido por
ISOZOOM vs. caso base
Presentación
•GLP más rico en olefinas C4 e isobutano, adecuado para producción
de alquilado;
•Mayor producción de gasolina y menor producción de GLP, con relación a los aditivos convencionales.
ISOZOOM puede ser envasado en bombonas plásticas, tambores, big bags o mezclado a granel con catalizador virgen da
Fábrica Carioca de Catalisadores S.A., pudiendo ser personalizado.
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