ProfProf :: Filiberto Filiberto Aponte Aponte
REFINACIREFINACIÓÓN DELN DEL
PETRPETRÓÓLEOLEO
HIDROCRAQUEOHIDROCRAQUEO
MATERIAL COMPLEMENTARIO VIIPROF. HUGO LUJANO
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Es un proceso para convertir gasoleos pesados en destilados livianos(nafta, kerosene, diesel, etc.), así como bases lubricantes, utilizandoun catalizador de lecho fijo (en presencia de H2) bajo condicionesespecificas de temperatura, presión y velocidad espacial. Mediante laadición de hidrógeno, se promueve una reacción de craqueocontrolado de hidrocarburos pesados.
ObjetivoObjetivo
HIDROCRAQUEOHIDROCRAQUEO
CATALCATALÍÍTICOTICO
Temperatura +
Catalizador +
Hidrógeno •Hydrocraqueo dedestilados de vacío
•Hidrotratamiento de
residuos de vacío eHidroconversión
•Muy alta selectividad al
craqueo. Conversión completa
de la alimentación en
productos de muy alta calidad:
gasolina, kerosene, gasóleo
•Alto consumo de hidrógeno
por lo cual requiere de una
unidad para producirlo
•El catalizador requiere de una
carga muy pura: Proceso
apropiado para la conversión
de destilados de vacío
ObjetivoObjetivo
Ubicación en el esquema de refinaciónUbicación en el esquema de refinación
DIESEL
COQUE
GASOLINA
PRODUCTOSPROCESOS
HIDROTRATAMIENTO
HIDROCRAQUEO
CRAQUEOCATALÍTICO
REFORMACIÓN CAT.
ISOMERIZACIÓN C5/C6ISOMERIZACIÓN C4
ALQUILACIÓN
PLANTA DE GAS
COQUIFICACIÓN
DE
ST
. VA
CÍO
DE
ST
. AT
MO
SF
HIDRÓGENO
CRUDO
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Ubicación en el esquema de refinaciónUbicación en el esquema de refinación
Alquilación
Alquilación o mezclas de gasolina
Hidrotratadora/Reformación catalítica
Gasoleos (VGO)
Propanos
Butanos
Nafta liviana
Nafta pesada
Kerosene
Gasoil
Mezcla de Gasolina
Almacenamiento
Mezcla de Diesel
Destiladora alvacio
Unidad deProducción de
H2
UnidadHidrocraqueo
Plantas Recuperadorasde Azufre
Gases ácidos
Alimentación Productos Destino
Gases Unidades de Amina Sistema de Gasde Refinería
H2
Residuo“ Depende de la Tecnología”
HIDROCRAQUEOHIDROCRAQUEO. Diagrama simplificado. Diagrama simplificado
Alimentación
Hidrógenofresco
Agua delavado
Agua delavado
Agua agria
GASES
GASÓLEO NOCONVERTIDO
PRODUCTOS
PRODUCTOS
PRODUCTOS
Química del ProcesoQuímica del ProcesoPrincipales reacciones en hidrotratamiento
HIDRÓGENOH2S
- Desulfuración
Química del ProcesoQuímica del Proceso
HIDRÓGENO
AMONÍACO
COMP. INTERMEDIO
- Desnitrificación
Química del ProcesoQuímica del Proceso
- Saturación de olefinas
- Saturación de aromáticos
HEXENO HEXANO
BENCENO CICLOHEXANO
Química del ProcesoQuímica del ProcesoPrincipales reacciones en hidrotratamiento
SATURACIÓN OLEFINAS
DESULFURIZACIÓNDESNITROGENACIÓN
SATURACIÓN AROMÁTICOS
VELOCIDAD DE REACCIÓN
CA
LOR
LIB
ER
AD
O
Química del ProcesoQuímica del ProcesoPrincipales reacciones en hidrocraqueo
CRAQUEO DECADENAS
PARAFÍNICAS
APERTURA DEANILLOS
Gas + GLP
FCC
Gasolinas
LCGO
HCGO +
LechadaCoque*
* se consume en el
proceso
Rendimientos Rendimientos vs FCCvs FCC
Gas + H2S
Hidrocraqueo
Gasolinas
Kerosene
GASOIL
Residuo
Química del ProcesoQuímica del Proceso
CATALIZADORESEl catalizador empleado en Hidrocraqueo es generalmente del tipo:• Ni-Mo , Co-Mo (Niquel, Molibdeno, Cobalto)• Ni-W (Niquel, Tugsteno)
Este catalizador se encuentra sobre un soporte de sílice/alúmina, el cual tiene lafunción ácida necesaria para promover las reacciones de hidrocraqueo. La relaciónsílice/alúmina es usada para controlar el grado de las reacciones de hidrocraqueo.
⇑⇑⇑⇑ Silice →→→→ ⇑⇑⇑⇑ Reacciones de Craqueo(hidroalquilación, hidroisomerización, hidrociclicación).
⇑⇑⇑⇑ Metales →→→→ ⇑⇑⇑⇑ Reacciones de Hidrotratamiento(desulfuración, desnitrificación, hidrogenación de olefinasy aromaticos).
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Características Típicas-Tecnologías
• WABT (Temperatura promedio de Catalizador): 775°F
• LSHV (Velocidad Espacial): 0,7 - 2.0 h-1
• Presión Parcial de H2: 749psi
Variables de Operación
M-HDC LP-HDC HP-HDCPresión parcial de H2 (bar) 30-60 60-90 90-135 Consumo de H2 0.8 2.05 2.55Conversión (%) 20-40 50-55 70-100Ciclo Catalizador (años) 2 2 3Destino del Residuo FCC Steam Craker (Petroquímica) Base Lubricante
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Variables de Operación
• LSHV (Velocidad Espacial): 0,7 - 2.0 h-1
VOLUMEN DECATALIZADOR
VOLUMEN DECATALIZADOR
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Variables de Operación
• WABT (Temperatura promedio de Catalizador)
HORNO
REACTOR
FINCORRIDA
GASÓLEO NOCONVERTIDO
INICIOCORRIDA
DIAS EN SERVICIO
TE
MP
ER
AT
UR
A
FRACCIONADOR
PRODUCTOS
TEMPERATURA DEL REACTOR VS. VIDA CATALIZADOR
HORNO
REACTOR
FINCORRIDA
GASÓLEO NOCONVERTIDO
INICIOCORRIDA
DIAS EN SERVICIO
TE
MP
ER
AT
UR
A
FRACCIONADOR
PRODUCTOS
TEMPERATURA DEL REACTOR VS. VIDA CATALIZADOR
Variables de Operación
• WABT (Temperatura promedio de Catalizador)
HORNO
REACTOR
FINCORRIDA
GASÓLEO NOCONVERTIDO
INICIOCORRIDA
DIAS EN SERVICIO
TE
MP
ER
AT
UR
A
FRACCIONADOR
PRODUCTOS
TEMPERATURA DEL REACTOR VS. VIDA CATALIZADOR
• WABT (Temperatura promedio de Catalizador)
Variables de Operación
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Calidad de la alimentación (gasoleos de vacío)
Contaminantes principales:
Nitrógeno: Alto contenido de N2 en la alimentación neutraliza la acidez en el
catalizador.
Rango de Destilación: Alto punto final acelera la desactivación del
catalizador, al requerir una mayor temperatura para mantener la
especificación en el producto.
Asfaltenos: Son contaminantes permanentes para el catalizador, de existir
en la alimentación pueden desactivarlo permanentemente.
Metales: Particularmente el arsénico, se depositan en los poros del
catalizador reduciendo su actividad.
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Calidad de los productos
PRODUCTO PROPIEDAD M-HDC LP-HDC HP-HDC
Punto de Humo (mm) 20-21 27
Aromaticos (%v) <20 10
Naftalenos <1 <1
Azufre (ppm) 300/10 <40 <10
Indice de Cetano 45 55 65
Poliaromaticos (%p) <11 <6 <2
Azufre (ppm) 1000 <50 <30
Indice de Viscosidad - 100-110 125
JET FUEL
DIESEL
RESIDUO
-
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PRODUCTO M-HDC LP-HDC HP-HDCLPG 0.67 1.67 4.8Nafta 2.09 14.17 23.78Jet Fuel - 32.65 45.07Diesel oil 26.71 30.29 31.6Residuo 72.31 32.13 11.03
Rendimiento volumétrico de productos (%v)Balance de Masa