Gerencia General de Tecnología Proceso HDHPLUS ® /SHP PROCESO HDHPLUS ® /SHP, LA OPCIÓN PARA LA CONVERSIÓN DE RESIDUOS DE CRUDOS PESADOS Y EXTRAPESADOS

Gerencia General de Tecnología

Proceso HDHPLUSProceso HDHPLUS®®/SHP/SHP

PROCESO HDHPLUSPROCESO HDHPLUS®®/SHP, LA OPCIÓN /SHP, LA OPCIÓN PARA LA CONVERSIÓN DE RESIDUOS DE PARA LA CONVERSIÓN DE RESIDUOS DE

CRUDOS PESADOS Y EXTRAPESADOSCRUDOS PESADOS Y EXTRAPESADOS

Presentador: ELVIS CASTILLOPresentador: ELVIS CASTILLO

Presentación preparada con la colaboración de LUIS ZACARIAS (Líder de Presentación preparada con la colaboración de LUIS ZACARIAS (Líder de Investigación y Desarrollo de PDVSA INTEVEP)Investigación y Desarrollo de PDVSA INTEVEP)

Jornadas Latinoamericanas de RefinaciónJornadas Latinoamericanas de Refinación31 de Octubre del 200631 de Octubre del 2006

Mendoza, ArgentinaMendoza, Argentina


Qué es el Proceso HDHPLUSQué es el Proceso HDHPLUS®®

Hidroconversión Catalítica de residuos de 85-93% de conversión desarrollado por PDVSA INTEVEP

El residuo en presencia de hidrógeno, un aditivo sólido y un catalizador se transforma en fracciones livianas de mayor valor agregado

El catalizador son metales convencionales dispersos en el residuo a través de emulsiones catalíticas

El aditivo es un material de diferente naturaleza preparado por molienda y tratamiento térmico para control de la fluido-dinámica de los reactores


Qué es el Proceso HDHPLUSQué es el Proceso HDHPLUS®®

Puede procesar cargas refractarias de residuo de vacío independientemente del contenido de azufre, metales, asfaltenos o carbón Conradson (mayor conversión con cargas de alto azufre)

Este proceso tiene lugar en reactores trifásicos del tipo columna de burbujeo de flujo ascendente.


Qué es el Proceso Integrado SHPQué es el Proceso Integrado SHP

Los productos craqueados son ajustados a los requerimientos de calidad a través de la unidad integrada de Hidroprocesamiento Secuencial (SHP)

Los productos de HDHPLUS® pueden ser combinados con destilados virgenes de vacío (VGO) para ser procesados en SHP

VR SEPSEP

SHPSHPSR VGO

Producto

No-convertido

(Flakes)

H2

CalidadTier II Euro V

Catalizador

+ Aditivo

HDHPLUS®HDHPLUS®


Con SHP de alta severidad se garantiza productos finales (calidad Tier II o Euro V) de gran valor comercial (Nafta, Kero, Jet, Diesel)

En esquemas de baja severidad se puede producir además VGO hidrotratado como carga a procesos de FCC o producción de bases lubricantes

Qué es el Proceso Integrado SHPQué es el Proceso Integrado SHP


Destino de los productos

LPG a venta

Nafta a Reformación Catalítica

Jet Fuel a venta (producto final)

Diesel a venta (producto final)

VGO hidrotratado a FCC o Bases Lubricantes

Flakes: combustible sólido a venta (generación de potencia o planta de cemento)

Productos del Proceso HDHPLUSProductos del Proceso HDHPLUS®®/SHP/SHP


Flakes sólido producido a través de “flakers” convencionales o sistemas equivalentes de solidificación

Flakes tienen mejores propiedades que el coque de petróleo y puede ser comercializado como coque, solo o mezclado con coque de petróleo (generación de potencia y la industria del cemento son los mercados preferibles)

Mayor poder calorífico (+10%)

Menor contenido de azufre

Mayor contenido de cenizas

Productos del Proceso HDHPLUSProductos del Proceso HDHPLUS®®/SHP/SHP


Desempeño típico del proceso:

Conversión residuo de vacío 85 - 93%

Conversión de asfaltenos 80 - 85%

Producción de gas 8 - 9%

Rendimiento de destilados sobre 100%con HDHPLUS®

Rendimiento de destilados sobre 110% con SHP integrado

El residuo no convertido genera Flakes en relativa baja cantidad ( ~ 7 - 10%del VR)

Características del Proceso HDHPLUSCaracterísticas del Proceso HDHPLUS®®


Condiciones de Operación:

Presión total, bar 180 - 200

Presión parcial de H2, bar 125 - 150

Temperatura de reacción, °C 440 - 470

Características del Proceso HDHPLUSCaracterísticas del Proceso HDHPLUS®®


Esquema del Proceso HDHPLUSEsquema del Proceso HDHPLUS®®/SHP/SHP

H2/H2S CompresorPurificación

VGO Virgen o Craqueado

SHP

Torre de Vacío

Rea

ctor

es d

eH

idro

con

vers

ión

Catalizador

Residuo de Vacío

H2 Fresco

Flakes (Residuo no Convertido + Coque)

VGO hidrotratado

Jet

Nafta

Diesel

Aditivo

HornoTrifásico

Horno de Gas

VGO Hidrocraqueado

Rea

ctor

es d

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idro

trat

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Sepa

rado

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P/L

T

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MaximizaciónVGO hidrotratadoa FCC


H2/H2S

SHP

Torre de Vacío

Rea

ctor

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con

vers

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Catalizador

H2 Fresco

Flakes (Residuo no Convertido + Coque)

Jet

Nafta

Diesel

Aditivo

HornoTrifásico

Horno de Gas

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Esquema del Proceso HDHPLUSEsquema del Proceso HDHPLUS®®/SHP/SHP

CompresorPurificación

VGO Virgen o Craqueado

Residuo de Vacío

Sepa

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P/L

T

Sep

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P/H

T

VGO Hidrocraqueado

VGO hidrotratado

MaximizaciónJet/Diesel


Esquema de la Unidad de HDHPLUSEsquema de la Unidad de HDHPLUS®®

Q Q

RV

Catalizador Aditivo

Reciclode H2/H2S

SeparadorHP/HT

Q

Q

Q

Q

R1H2 Fresco R2

Horno Gas

Horno Trifásico


Alianza Estratégica INTEVEP y IFP/AXENS para optimización y comercialización del esquema integrado HDHPLUS®/SHP.

Ing. Básica Ref. Puerto La Cruz en progreso

2006

Integración HDHPLUS® y SHP con Axens - Proyectos Conversión Profunda de Puerto La Cruz y El Palito

2004-2006

Mejoras de HDH™ incluyendo el concepto SHP

(Planta Piloto 10 bpsd) para generar HDHPLUS®

1998-2003

Estudios de ingeniería para aplicación comercial de la tecnología HDH™ en Refinería Cardón

1988-1996

Desarrollo de HDH™ por Intevep en cooperación con Veba Oel quien desarrolló VCC (Veba Combi Cracking). Planta Piloto 150 bpsd en Sholven - Alemania

1983-1988

Etapas de Desarrollo de HDHPLUSEtapas de Desarrollo de HDHPLUS®®


Objetivos Planta Piloto

Evaluación: Fluido-dinámica y

termodinámica

Ensuciamiento de equipos

Desempeño de equipos

Integración (HDH™-SHP)

Control de temperatura de reactores

Datos para diseño comercial

Planta Piloto HDH™ [150 BPD]Planta Piloto HDH™ [150 BPD]RUHR OEL REFINERYRUHR OEL REFINERY



Modelo Frio Comercial (Universidad Simón Bolívar)Diametro 2.5 m Evaluación:

Distribución de fases

Mezclado líquido

Transferencia de masa

Datos para escalamiento fluidodinámico




Evaluación: Reactividad de cargas

Rendimientos y calidad de productos

Consumo de hidrógeno

Estabilidad del proceso

Optimización de catalizadores

Integración de SHP

10 BPD Pilot Plant(PDVSA Intevep)




Características del diseño de HDHPLUSCaracterísticas del diseño de HDHPLUS®®

Diseño de equipos

Experiencia de Planta Piloto incorporada en el diseño

Modelos en frío del reactor desde 0,3 hasta 2,5 m de diámetro soportan el escalamiento

Equipos y metalurgia estándar para los equipos de alta presión

Reactores de pared fría (refractario interno)

Diseño Separador Caliente probado (no arrastre hacia SHP)


Características del diseño de HDHPLUSCaracterísticas del diseño de HDHPLUS®®

Procedimientos Operacionales derivados de la experiencia en Planta Piloto

Arranque, parada y manejo de emergencias

Operación bien estable controlada por la velocidad de gas en los reactores

Control del ensuciamiento resuelto en Planta Piloto e incorporado en el diseño

Facilidad del manejo de emergencias sin afectar la estabilidad del sistema y el tiempo de corrida


• Residuo de Vacío de Crudo Pesado

• Gravedad Específica 1,065• Viscosidad @150°C,cSt 2781• Azufre, %p 4,47• Nitrógeno, %p 1,013• Asfaltenos C7, %p 16,0• Carbón Conradson, %p 25,1• Niquel + Vanadio, ppm 894

Caso de Estudio HDHPLUSCaso de Estudio HDHPLUS®®/SHP/SHP


• Rendimiento vs. Carga VR, %vol

• Nafta 21,3 14,4• Destilados Medios 51,2 38,0• VGO 29,5 17,0• Total liquido 102,0 69,4

• Rendimientos vs. Carga VR, %p • H2S+NH3 4,0 1,4• C1-C4 8,9 7,6• Flakes (Coque) 7,5 32,9• Consumo H2 2,3 0,0

HDHPLUS® Coker



• Carga SHP = Efluente HDHPLUS® + VGO Virgen• SHP en modo hidrocraqueo de alta severidad

• Rendimientos vs. Carga SHP:• Nafta 31,2 %vol• Destilados Medios 62,5 %vol• VGO 17,1 %vol• Total liquido 110,8 %vol• Consumo H2 2,9 %p



Nafta Pesada•Gr. Esp. 0,755•Azufre < 5 ppm•Nitrógeno < 2 ppm Reformación Catalítica

Jet Fuel•Gr. Esp. 0,815•Azufre < 5 ppm•Pto. Humo 23 mm•Naftalenos < 1% vol Pool de Jet Fuel

Diesel•Gr. Esp. 0,845•Azufre < 10 ppm•Cetano 55•Pto. de fluidez < -25 °C Pool de Diesel

VGO hidrotratado•Gr. Esp. 0,862•Azufre < 50 ppm•Nitrógeno < 10 ppm•Hidrógeno 13,5 wt% Carga FCC / Base Lubricante



• Unidad HDHPLUS®

• 50 000 bpd Residuo de Vacío Merey 16• Conversion de VR: 85 - 92%

• SHP (Sequential Hydroprocessing Unit)• Hidrocraqueo de alta severidad a alta presión

de una mezcla:• 51 000 bpd efluente de HDHPLUS®

• + 47 000 bpd SR VGO• Conversión: 85 %• Maximización de ULSD (S< 10 ppm, cetane> 51)• Producción de Jet fuel de alta calidad

• Ingeniería Básica en progreso• Arranque 2011• Inversión $ 1.7 billones

Proyectos Comerciales HDHPLUSProyectos Comerciales HDHPLUS®®/SHP/SHP

Refinería Puerto La Cruz


• Unidad HDHPLUS®:• 46 000 bpsd Residuo Vacío Merey 16 - Mesa 30• VR Conversion: 85 - 90%

• SHP (Sequential Hydroprocessing):• Hidrocraqueo Moderado a alta presión de una

mezcla:• 44 000 bpsd efluente HDHPLUS®

• + 44 000 bpsd SR VGO• Conversión 55%• Producción ULSD (S< 10 ppm, cetane> 45)• Producción carga de bajo azufre para FCC

• Ingeniería Conceptual completada• Arranque 2011• Inversión $ 1.8 billones

Proyectos Comerciales HDHPLUSProyectos Comerciales HDHPLUS®®/SHP/SHP

Refinería El Palito


• HDHPLUS® es una tecnología de hidroconversión catalítica para conversión profunda de Residuos de Vacío

• El proceso integrado HDHPLUS® / SHP permite:• Alta conversión > 85% de cargas pesadas de residuo• Producir productos de alta calidad TIER II / Euro V

• Las etapas de desarrollo realizadas y la continua investigación (alianza con IFP/Axens) aseguran la operación comercial exitosa

• Dos proyectos comerciales en progreso en Venezuela son la punta de lanza de PDVSA para abrir esta tecnología al mundo.

• Otros proyectos se estudian en Venezuela y en el exterior

ConclusiónConclusión

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