Craqueo Catalítico

El craqueo catalítico es un proceso de conversión que se puede aplicar a una variedad de materias primas que van desde el petróleo al gas de petróleo pesado.

Las unidades de craqueo catalítico fluidizado están actualmente en vigor en aproximadamente 400 refinerías en todo el mundo y las unidades se consideran unos de los logros más importantes del siglo XX.

El craqueo catalítico es similar al craqueo térmico, pero difiere en el uso del catalizador que en teoría, no se consume en el proceso. Esto mejora la eficiencia del proceso.

Historia

El desarrollo de procesos de craqueo surgieron de la necesidad de aumentar los suministros de gasolina y aumentar el octanaje de la misma, manteniendo el rendimiento de las reservas de alta ebullición con catalizadores.

Caraterísticas Atractivas del Craqueo Catalítico

1. Reduce el peso molecular medio y produce altos rendimientos de los combustibles

2. Produce olefinas3. En la alimentación hay pequeñas concentraciones de contaminantes y

pequeñas concentraciones de aromáticos pesados4. Los productos pueden ser mejorados mediante: Hidrocraqueo y alquilación

para mejorar las propiedades antidetonantes de la gasolina5. El craqueo catalítico es actualmente el corazón de las refinerías actuales6. Usualmente la capacidad destilación del crudo es del 35 a 40%7. Se generan los más grandes volúmenes de gasolina

Variables que controlan un Craqueo Catalítico

Catalizador Densidad API: a mayores API se producen mayores rendimientos en

isobutano y gasolina y menores en coque. Factor de caracterización: a menor Kuop mayor rendimiento de la

producción y menor producción de coque. Impurezas: Los metales son catalizadores deshidrogenantes, todos se

depositan en el catalizador y disminuyen su actividad provocando un aumento en los rendimientos de H2 y coque.

Conversión: las reacciones de craqueo son endotérmicas y un aumento de la temperatura las favorece aumentando la conversión.

Efecto sobre la gasolina: al aumentar la temperatura se forman más olefinas, incrementándose el octanaje de la gasolina.

Catalizador/alimentación: un incremento en la cantidad del catalizador favorece la actividad catalítica.

Tiempo de reacción: tiempos cortos (segundos)

Comparativa de Craqueo Térmico y Craqueo Catalítico

Tabla 1. Comparación entre craqueo catalítico y térmico

Procesos Comerciales

El Craqueo catalítico es otra innovación que realmente pertenece al siglo XX. Es el método moderno para la conversión de fracciones de petróleo a elevados puntos de ebullición, como el gasóleo, la gasolina y otras fracciones de bajo punto de ebullición. Los diversos procesos empleados actualmente en la ruptura de los catalizadores se diferencian principalmente en el método de manejo de catalizador, aunque hay una superposición con respecto al tipo de catalizador y la naturaleza de los productos. El catalizador, que puede ser un activo natural o de material sintético, se emplea en grano, puede ser utilizado como lecho fijo, lecho móvil, o configuraciones de leche fluidizado.

El proceso del lecho fijo fue el primero en utilizar comercialmente y utiliza un lecho estático de catalizador en varios reactores, lo que permite a un flujo continuo de materia prima que se mantenga. Por lo tanto, el ciclo de operaciones consiste en el flujo de materia prima a través del lecho del catalizador, la eliminación de coque del catalizador por la quema, y la inserción del reactor en funcionamiento. El proceso de leche móvil utiliza un recipiente de reacción en la que se lleva acabo la formación de grietas del petróleo y un horno en que el catalizador agotado se regenera, el movimiento de catalizador entre los vasos se proporciona por diversos medios

OPCIONES PARA MATERIAS PRIMAS PESADOS

Los procesos descritos en las siguientes secciones son la descendencia evolutiva del fluido de craqueo catalítico y los residuos de los procesos de craqueo catalítico.

Algunos de estos procesos nuevos usan catalizadores con diferentes relaciones de sílice y alúmina como el soporte ácido de metales tales como Mo, Co, Ni y W.

1. Asfalto residual del proceso de tratamiento (ART)

El proceso de tratamiento de los residuos de asfalto es un procedimiento para aumentar la producción de transporte de combustibles y reducir la producción de aceite pesado, sin hidrocraqueo.

2. Aquaconversion

El proceso aquaconversion es una tecnología de reducción de la viscosidad hidráulica que utiliza la transferenciai de un catalizador- activado de hidrógeno a partir de agua añadida a la materia prima. Las reacciones que conducen a la formación de coque se suprimen, y no hay separación de material del tipo de asfaltenos.

Debido al uso de un catalizador en el proceso de transferencia de hidrógeno, este proceso de aquaconversion también puede ser clasificado como un proceso catalítico.

No produce ningún subproducto sólido, tal como coque, ni requiere ningún equipo de fuente de hidrógeno o de alta presión. Además, el proceso de aquaconversion puede ser implantado en la zona de producción.

3. Residuo líquido del proceso de craqueo catalítico

El residuo del proceso de craqueo catalítico es una versión del proceso de craqueo catalítico fluidizado que se ha adaptado a la conversión de residuos que contienen altas cantidades de componentes metálicos y asfaltenos.

Para la realización de este proceso se requiere un pretratamiento de materia prima.Las materias primas para el proceso se clasifican sobre la base de residuo de carbono y el contenido de metales:

Materias primas de buena calidad tienen menos de 5% en peso de residuo de carbono y menos de 10 ppm de metales.

Materias primas de calidad media tienen mayor que 5% pero inferior al 10% en peso de residuo de carbono y mayor que 10 pero menos de 30 ppm de metales.

Materias primas de baja calidad tienen mayor de 10 pero menos de 20% en peso de residuo de carbono y mayor que 30 pero menor que 150 ppm metales.

Materias primas de mala calidad tienen mayor que 20% en peso de residuo de carbono y mayor que 150 ppm metales.

4. Proceso de tratamiento para el petróleo pesado

El proceso de tratamiento de petróleo pesado es un proceso de craqueo catalítico para la mejora de las materias primas pesadas, como los aceites crudos, residuos de vacío, y solventes desasfaltados, utilizando un lecho fluidizado de partículas de mineral de hierro. La sección principal del proceso consta de tres reactores fluidizados, y reacciones separadas tienen lugar en cada reactor (cracker, regenerador, y desulfurizador.

En el cracker, el craqueo de petróleo pesado y la reacción de vapor de hierro tienen lugar simultáneamente en las condiciones habituales similares a craqueo térmico.

5. Proceso de Conversión Reducido de petróleo crudo (RCC)

El proceso de conversión reducido de petróleo crudo (RCC) ha sido una respuesta a la creciente tendencia de los productos de bajo punto de ebullición a partir de materias primas de alto punto de ebullición. Debido a que el proceso de craqueo catalítico fluido residual permite la producción de gasolina eficiente directamente de los residuos, se lo utiliza mucho en algunas refinerías.Otra función de este tipo de proceso es generar la gasolina de alta calidad de mezcla de materia prima y petroquímica.

nhOlefinas (propeno, butenos, y pentenos) sirven como alimentación para procesos de alquilación, para la gasolina de polímero, así como para los aditivos para la gasolina reformulada.

6. Proceso shell FCCEstá diseñado para maximizar la producción de destilados de residuos. En el proceso, el material de alimentación precalentado (gasóleo de vacío, residuo atmosférico) se mezcla con el catalizador regenerado caliente. Se sugiere que se realice un hidrotratamiento suave para proporcionar un aumento del rendimiento y la calidad de los productos destilados.

7. S&W Proceso de craqueo catalítico fluidizado

El S&W (FCC) también está diseñado para maximizar la producción de destilados de residuos. En el proceso catalítico de craqueo S&W, la materia prima pesada se inyecta en una corriente de catalizador, mezcla que está separado por un separador inercial altamente eficiente y el vapor de producto pasa por encima al fraccionador principal.