Universidad Nacional Experimental Politécnica “Antonio José de Sucre” Vice- Rectorado Barquisimeto Departamento de Ing. Química Procesos para el Mejoramiento de Crudo Extrapesado, Pesado y Residual
Procesos de Hidrotratamiento Gallardo Maryorie Gonzalez Roberto
Hidrotratamiento Definicion Se Se refiere refiere aa una una variedad variedad de de procesos procesos de de Hidrogenacion Hidrogenacion catalitica catalitica la la cual cual satura satura aa los los hidrocarburos hidrocarburos insaturados insaturados yy remueve remueve S,N,O S,N,O yy metales metales de de diferentes diferentes fracciones fracciones de de crudo crudo en en una una refineria. refineria. Se Se abrevia abrevia HTT. HTT.
Mecanismo de reaccion General CxHyB + nH2
CxHy+n + BH
USOS
1
Se emplea para la conversion de crudos pesados.
2
Sirve para el mejoramiento de la calidad del producto final, y asi satisfacer la demanda de combustible
3
Disminucion del Impacto Ambiental
Tipos de Hidrotratamiento Hidrodesulfuraci贸n
HDS
HDO
HDN
Hidrodesnitrogenaci贸n
HTT Hidrocraqueo
Hidrodesoxigenaci贸n
HCR
Hidrodesmetalizaci贸n
HDM
Obtención específica de Vanadio (Va) y de Níquel ( Ni)
Remover el contenido de metales en el crudo
HDM Efecto de las metalporfirinas en el crudo
Generalmente se emplea antes del proceso de HDS
Estructura de una metalporfirina
El Vanadio no se encuentra aislado en el crudo, Éste forma una especie de complejo que hace que sea difĂcil de tratar.
Reacciones: 1) Pirrol + 4H2
Remover el nitrógeno del crudo
2) Piridina + 5H2 NH3.
Butano + NH3 Pentano +
HDN El N2 es más difícil de eliminar
El amoníaco generado se emplea para hacer fertilizantes
Compuestos Nitrogenados presentes en el Crudo
Reacciones: Fenol + H2 Benceno + H2O
Remover el oxígeno del crudo, proveniente de
Peróxido + H2 lineales + H2O
fenoles, ácidos carboxílicos, furanos, etc
cadenas
HDO La Hidrodesoxigenación se lleva acabo a altas presiones y a temperaturas de 300ºC – 600ºC
Catalizadores empleados 1)Pt/ SiO2 – Al2O3 2) Nitruro de Vanadio 3)Bases de Ru .
Compuestos Oxigenados presentes en el Crudo
Es un proceso complejo que
El hidrocraqueo es un proceso distinto al craqueo térmico ( Pirolisis) y al calitico.
consiste en fraccionar molecula grandes en moléculas más pequeñas, pero introduciendo Hidrogeno
El Craqueo también involucra al proceso de Pirólisis
HCR
Condiciones de operacion 1) Elevada presion parcial de gas hidrogeno
El azufre es el heteroatomo mas abundante en las fracciones de crudo
Remueve el Azufre del crudo
Se genera H2S en las reacciones. Este se emplea como materia prima para la elaboracion de H2SO4 y luego en fertilizantes
HDS Se emplean catalizadores de CoNi / Mo con soporte de Silica-alumina
Compuestos Azufrados presente en el Crudo
Propiedades Tipicas de Varios Crudos
Algunas especificaciones de productos a nivel ambiental
Diferentes Categorias de Hidrotratamiento Reacciones
Carateristicas
Hidrotratamiento o Hidrogenacion
Esencialmente no cambia la distribucion del tama単o molecular.
Hidrocraqueo Suave( Mild) o Hidroconversion
Aqui se craquea a los gases mas pesados del crudo o residuos bajo condiciones menos rigurosas en comparacion al hidrocraqueo. Menos del 30% cambia en la distribucion del peso molecular.
Hidrocraqueo
Mas del 50% de la alimentacion transforma la distribucion del peso molecular
Generalidades y Descripcion del proceso de HDS A) Destilacion Primaria
Generalidades y Descripcion del proceso de HDS B) Destilacion al Vacio.
Generalidades y Descripcion del proceso de HDS C) Proceso de HDS
Propiedades de varios fracciones de crudo de destilaciones primarias
Condiciones de Reaccion Para HDS T
P
Temperatura
Presion
( 300*C ~ 400*C )
( 10 atm~ 100 atm)
Reacciones Secundarias Isomerizacion de compuestos parafenicos y naftenicos
Reacciones de Hidrocraqueo.
Reacciones de hidrogenacion de compuestos insaturados.
Reacciones de HDO, HDN, y HDM
Reacciones de coquizacion
Catalizadores para HDS ComplejosTiometalicos Promotor( Ni, Co, Fe )
Para colocar los promotores en los complejos tiometalicos, se emplea el metodo de Impregnacion.
Catalizadores para HDS Componentes de un Catalizador Fase activa
Fase Activa
Es la responsible de la actividad catalitica.
Promotores
Son sustancias que por ellas no son activas cataliticamente, pero que le permite a la fase activa funcione a su maxima capacidad
Soportes
Es el mayor contribuyente de un catalizador. Se emplea Silica, Alumina y carbon activado.
Promotores
Soportes
Importancia de la Caracterizacion del Catalizador Anlisis termogravimetricos Analisis fisico-quimicos
Planta piloto
Softwares
Difraccion de rayos X y Espectoscopia UV
Permite simular si el catalizador aintetizado es optimo.
Paquetes computacionales, que permiten ver el comportamiento del cataliador en otras condiciones
Referencias • • • •
Henrik Topsoe, Bjerne S Clausen y Franklin E Massoth. Hidrotreating Catalysis Hiroyuki Seki y Fumio Kumata, Structural change of Petroleum Asphaltenes and Resins by hydrodemetallization. Rafael Torres y J.Javier Castro. Analisis y Simulacion de Procesos de Refinacion del Petroleo. Raheel Shafi, Graham J Hutchings. Hydrodesulfurization of Hindered dibenzothiophenes: an overview.