INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONA N ACIONAL L ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA INGENIERÍ A QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
DEPARTAMENTO DEPART AMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA PETROLERA.
Estancia y Práctica pr!"sina# I$ R"prt" "%"c&ti'$
ALUMNAS( GARC)A *APATA LU* ANDREA$ PARRA VERA MIT*I ISARI$ GRUPO( +PM,-
NOM.RE DEL PRO/ESOR(
Dra$ Miria0 N"0i Mr"n Mnti"#$ ING$ Mi1&"# 2"si3&i
Unidad Profesional Profes ional “Adolfo “Adolfo López Mateos! "a#aten#o$ M%&i#oD!'! M%&i#oD!'!
U6icaci7n 4" prc"s 4" R"4&cci7n 4" Viscsi4a4$
Crudo
DESTILACI(N ATM)S'*RICA!
COQUIZACIÓN.
Residuo Atosf!rico
DESTILACI(N AL VACI)!
Desasafaltado c/solvente. VISCORREDUCCIÓN.
Residuo de vac"o.
O6%"ti's$ Reducir la cantidad de fuel oil residual producida por una refinería: el fuel oil residual es generalmente considerado como un producto de bajo valor. La demanda de combustible residual continúa disminuyendo, ya que se sustituye en sus mercados tradicionales, como el combustible necesario para la generación de vapor en las centrales eléctricas, por la quema de combustibles alternativos ms limpios como el gas natural. Reducir la viscosidad de la corriente de alimentación: !ormalmente, este es el residuo de la destilación al vacío de petróleo crudo, pero también puede ser el residuo de las operaciones de "ydros#imming, betún natural de filtraciones en el suelo o arenas de alquitrn, e incluso ciertos aceites crudos de alta viscosidad.
$umentar la proporción de destilados medios en la salida de la refinería: el destilado medio se utili%a como un diluyente con aceites residuales para llevar su viscosidad a un nivel comercial. $l reducir la viscosidad de la corriente residual en un viscorreductor, un aceite de combustible se puede "acer usando menos diluyente y el destilado medio &salvado' puede ser desviado a un mayor valor de diesel o la fabricación de aceite de calefacción.
Ant"c"4"nt"s 4" #a r"4&ctra 4" 'iscsi4a4$ (l proceso de reducción de viscosidad se empe%ó a utili%ar ampliamente en la década de )*+ para convertir residuos de petróleo pesado en fuel oil y reducir la necesidad de agregar grandes cantidades de gas oil como material de corte. (mpleando el crac#ing térmico para reducir la viscosidad del residuo, la cantidad de material de corte se redujo enormemente. Los productos secundarios del proceso incluían gas y líquidos livianos, gasolina y gas oil térmico. (n la actualidad, el proceso &viscorreducción ' continúa siendo una "erramienta viable para la conversión de residuos de crudo pesados y viscosos en fuel oil y productos craqueados. Los productos livianos pueden ser tratados y vendidos. Los gas oils pueden transformarse en productos de valor económico en los procesos de crac#ing catalítico.
D"scripci7n 4"# 1"n"ra# 4"# prc"s$ -iscorreducciónes un proceso de craqueo térmico no catalítico, que convierte los residuos atmosféricos de vacío a gas, nafta y destilados. (l craqueo térmico reduce la cantidad de componentes pesados de una corriente de fuel oil inicial para especificar un corteproducto requerido, reduciendo la cantidad de fuel oil remanente en la corrienteresiduo./imultneamente se producen compuestos ms ligeros, gas, nafta y destilados medios.
CONDICIONES DEL PROCESO La carga o alimentación en el proceso -iscorreducción puede consistir de un Residuo de vacío o atmosférico con cierta proporción de "idrocarburos de 01 2$34 a +1 2$34. Las temperaturas de operación o de reacción en el -iscorreducción varían entre 5067 y 167 y la presión dentro del "orno, entre + a 0 atm. (n este proceso se dispone de una cmara de reacción /oa#er donde se completa el craqueo de las moléculas, y por último la torre de fraccionamiento donde se obtienen gases 7)75 y los cortes de gasolina, gasoil y residuo craqueado.
Prpi"4a4"s 4" #a car1a 8a#i0"ntaci7n9 $ causa de la alta viscosidad y punto de escurrimiento de la carga almacenada, el residuo total de la viscorreducción puede no ser colocado dentro de las especificaciones, esta no ser una ventaja económica al recuperar los destilados ligeros, adems estos tendern a ser colocados como carga almacenada.
D"scripci7n 4"ta##a4a 4"# prc"s$ (l residuo de vacío a 08 27 es recibido en un tanque acumulador de carga, de donde lo toman unas bombas que lo envían al tren de precalentamiento, aquí se calienta intercambiando calor con el residuo caliente proveniente del fondo de la torre fraccionadora9 en seguida, entra al calentador donde se calienta "asta 527, con presión de )5. #gcm0, en estas condiciones se inician las reacciones de desintegración, al salir del calentador la corriente pasa a una caja de reacción en donde se le proporciona el tiempo de residencia necesario para completar las reacciones9 al salir de la caja, las reacciones son ;apagadas;, enfriando la corriente "asta una temperatura de +< 27 con una corriente de gasóleo pesado frío.
3osteriormente, la corriente conteniendo los productos de reacción entran a la torre fraccionadora en donde se evaporan los destilados =gas, gasolina y gasóleo>, separndose éstas del residuo de desintegración. Los vapores de los destilados ascienden a través de la sección de fraccionamiento de la torre, condensndose los vapores de gasóleo retirando calor de la torre, para lo cual se e?trae una corriente líquida de gasóleo pesado caliente, que se enfría con agua en los generadores de vapor. 3arte de este gasóleo se regresa a la torre como reflujo, otra parte constituye la corriente de apagado que enfría los productos de reacción a la salida de la caja de reacción9 otra corriente de gasóleo se envía a la torre agotadora donde se ajusta su temperatura de inflamación, para lo cual se agrega vapor al fondo de la torre9 finalmente, se envía a las plantas @A/ para eliminarle el a%ufre. Los gases y gasolinas constituyen los vapores que no condensaron y salen por el domo de la torre fraccionadora "acia un condensador, en donde se condensan los vapores de gasolina9 después, pasan a un acumulador donde se separa la corriente de gases, la cual es tomada por un compresor para enviarla a la sección de tratamiento y fraccionamiento de gases de la planta catalítica. La gasolina condensada sale del acumulador, la toman unas bombas centrífugas y una parte es enviada como reflujo a la torre fraccionadora9 otra parte, sale como gasolina producto a la planta catalítica para someterla a tratamiento. Ael fondo de la torre fraccionadora sale el residuo de desintegración, con temperatura cercana a +< 27 y en seguida se enfría parcialmente cambiando calor con la carga. Bna corriente de este residuo se recircula a la sección de agotamiento de la torre para evitar que se forme coque, otra parte sale como combustóleo a almacenamiento, agregndole antes una corriente de diluente para ajustarle la viscosidad.
Las características ms importantes de este proceso son: C (s un proceso de craqueo térmico de residuos, el ms utili%ado es el residual de vacío. Las reacciones tienen lugar a temperaturas entre 55 y 5*27 y presiones de ) a 0 #gcm0. C Reduce la producción de componentes pesados no utili%ables en otras unidades. C 3roduce alrededor del )D de corrientes ligeras. C Aisminuye alrededor del )D de los productos ligeros necesarios para ajustar la viscosidad y punto de congelación de los residuales. La conversión de la corriente de alimentación se lleva a cabo dentro de un "orno a altas temperaturas, al pasar través de una %ona de termodifusión, situada ya sea en un calentador o enun tambor e?terno, bajo condiciones de temperatura y presión adecuadas, así se consigue que el producto alcance las especificaciones requeridas. 3osteriormente el calentamiento de la corriente se interrumpe en un medio de enfriamiento para detener la conversión térmica de la corriente alimentación y para controlar la producción de coque. Los objetivos de la viscorreducción en una refinería son los siguientes:
C Reducción de viscosidad al disminuir la cantidad de componentes pesados de la me%cla. C !o utili%ación de compuestos de alta calidad =#erosene y gasóleos> necesarios para ajustar la viscosidad de un fuel oil a su especificación. C 7onversión a productos ms ligeros procesables en otras unidades de la refinería. C (n la R((, los productos obtenidos de la viscorreducción se pueden alimentar al E77 o "idrocraqueo.
REACCIONES En el proceso, la carga se deshidrogena para dar olefinas, así como también puede ocurrir la aromati%ación de las estructuras naftenicas de las molécu las delsistema de reacción, de esta forma se propone una reacción que pueda representar el proceso de -iscorreducción =Fac"ín, )**<>: R – P– R’ R” – PH + R’ – H
Aonde R y R son unidades policondensadas que estn unidas por un puente aliftico 3. (l proceso de -G implica que parte de la molécula, por ejemplo el fragmento R, sedes"idrogena, transformando se en R'. Luego, el "idrógeno liberado de este procesoes adsorbido por RH y R' 3 para dar RH@ y R' 3@ ,respectivamente, donde RH@ puede ser una olefína. (ste mecanismo sugiere que el rendimiento de este proceso es función de la cantidad de moléculas del tipo R I 3 I RH e?istentes en la carga, y de la naturale%a del puente 3. /i el puente 3 =cadena aliftica> es corto, entonces, ser poco reactivo ante el proceso de -isbrea#ing, si el puente 3 es largo, entonces, 3 es muy reactivo bajo las condiciones del proceso de -iscorreducción . (s bueno observar que dependiendo
de la capacidad de des"idrogenación que tenga la carga =fragmento R> se brindar el "idrógeno necesario para que se lleve a cabo este proceso.
Incn'"ni"nt"s$ C 3obre estabilidad del residual producido =productos olefínicos con tendencia a la polimeri%ación> y conversión limitada. C !o reduce contaminantes, a%ufre y metales. La conversión de los residuos puede lograrse mediante calentamiento a alta temperatura durante ciertos períodos de tiempo o calentamiento a temperatura inferior durante períodos de tiempo ms prolongados. (n este proceso la conversión est limitada por el contenido de asfaltenos. Bna alimentación con un elevado contenido de asfaltenos limitar la conversión total posible de esta carga disminuyendo así la producción de fuel oil.
D"s'"nta%as •
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3obre estabilidad del residual producido =productos olefínicos con tendencia a la polimeri%ación> y conversión limitada. !o reduce contaminantes, a%ufre y metales Bno de los principales contaminantes de este proceso es el coque. (l coque un es sólido poroso, de color negro o gris oscuro, que contiene altas cantidades de a%ufre y metales pesados, como el níquel y el vanadio. /u nivel de impure%a =y también su grado de to?icidad> est directamente relacionado con la naturale%a del petróleo del cual se e?trae. (l a%ufre presente en el crudo es incrementado durante el proceso produciendo ó?idos de a%ufre =/J>, los cuales trae como consecuencia como envenenamiento. /in mencionar los gases contaminantes atmosféricos nitrógeno =!J>, el monó?ido de carbono =7J>, el dió?ido de carbono =7J0>, partículas sólidas =3F>, !@+, alde"ídos y cianuros que estn relacionados directamente con el calentamiento global y el efecto invernadero.
Di!"r"ncias "ntr" 'iscrr"4&cci7n y 4"sint"1raci7n t:r0ic$ Viscorreducci#n • •
Reci$e residuos. Se o$tienen de !l %ases & %asolinas.
'ransfora el residuo (esado de una torre de destilaci#n de (etr#leo en co(uestos )s li%eros* a trav!s de la disinuci#n de la viscosidad. De a+u"
se tiene +ue el (ar)etro +ue arca la (auta es la viscosidad del (roducto res(ecto de la car%a. Este no es un (roceso tan severo coo lo es la desinte%raci#n * (or lo +ue a veces se utili,a la isa torre de destilaci#n atosf!rica (ara reali,ar este ti(o de (rocesos. Si este fuera el caso* la te(eratura de los -ornos de$e elevarse entre 01 2C )s de lo +ue suelen o(erar* de(endiendo de la car%a.
Desite%raci#n t!rica • •
Reci$e fracciones (esadas. Se se(aran -idrocar$uros (or su (eso olecular (or edio de (irolisis.
Es un (roceso +u"ico (or el cual se +uie$ran ol!culas de un co(uesto co(le3o (roduciendo as" co(uestos )s si(les. En este (roceso* la ateria (ria se soete a una de%radaci#n +u"ica* (or edio de calor controlado entre 456 7 566 o C 1560866 2 C .
