IMPACTO DE LOS BIOÉTERES EN LA RESERVA DE GASOLINA

Los beneficios de la producción de bioéteres en comparación con la mezcla de bioetanol son examinados por la reserva total de gasolina Europea. El resultado de maximizar el uso de etanol a través de la eterificación de la reserva es evaluada. La

rentabilidad para la operación de biocombustibles óptimos son presentadas.

La preocupación global por el efecto del dióxido de carbono en el medio ambiente ha llevado al reconocimiento de la necesidad de desarrollar combustibles de transporte sostenibles. La mayoría de los esfuerzos actuales se centran en la mezcla de etanol en la gasolina o en la producción de ésteres metílicos de ácidos grasos (FAME) de biodiesel. Desafortunadamente, el etanol produce un aumento significativo de la presión de vapor de la gasolina y el refinador se ve obligado a retirar una porción sustancial de los componentes de la gasolina más ligeros para compensar el efecto etanol. Además, el transporte por ductos de la mezcla de gasolina y etanol está sujeto al contenido de etanol que se elimina progresivamente debido al contacto inevitable con una fase acuosa.

Una mejor solución es hacer reaccionar el etanol con olefinas de refinería para producir éteres, que no sólo tienen alto octanaje, pero, cuando se añade a la reserva de gasolina, también reducen la presión de vapor de la gasolina y permite cierta mezcla directa de etanol. Refinerías europeas se enfrentan a objetivos desafiantes en la implementación de los biocombustibles de la Unión Europea (UE). Para la mezcla de gasolina, las refinerías pueden elegir entre la mezcla de bioetanol o mezcla de bioéteres producidos a partir de bioetanol e iso-olefinas refinadas. 

Entorno de mercado de los biocombustibles

La UE tiene la intención de influir en los objetivos ambientales, tales como el cumplimiento de los compromisos sobre el cambio climático, cambiando a una seguridad ambientalmente amigable de abastecimiento y promoviendo las fuentes de energía renovable, es por eso que la UE promueve los biocombustibles. La Directiva 2003/30 / CE se ha establecido para obligar a los estados miembros de la UE de utilizar una cierta cantidad de biocombustibles, mientras que la Directiva 2003/96 / CE da a los estados miembros de la UE la oportunidad de permitir la reducción de los impuestos especiales, promoviendo así el uso de biocombustibles. La primera directiva exige un monto mínimo de 2,0% de biocarburantes en relación con la cantidad de gasolina y el diésel vendido (en 2005), con un crecimiento de 5,75% de biocarburantes en 2010. 

Los porcentajes indicados se basan en contenido energético. Para el bioetanol, un contenido energético de 5,75% de biocarburantes corresponde a aproximadamente 8,5% en peso de etanol en la gasolina. Del mismo modo, para el etil-terc-butil-éter (ETBE), un contenido energético de 5,75% de biocarburantes corresponde a aproximadamente 14% en peso de ETBE en la gasolina. 

Bajo circunstancias normales, el costo de producción de bioéter es mayor que el precio de los combustibles fósiles comparables tales como la gasolina. En la mayoría de países europeos, el impuesto al consumo es una parte importante del precio de la gasolina, por lo que los gobiernos tienen la opción de promover el uso de biocombustibles a través de incentivos fiscales. Varios países de Europa - Austria, Francia, Alemania, Italia, España, Suecia y el Reino Unido - han puesto en práctica las directivas de manera eficiente y ofrecer ya sea una exención fiscal total o exención fiscal parcial en el uso de biocombustibles. 

Las iniciativas nacionales de biocombustibles en Europa 

En Austria, los requisitos de la CE se cumplen por la producción de biodiesel. Después del 2006, se requerirán ETBE o etanol adicional. No había ningún incentivo fiscal bioetanol disponibles hasta octubre de 2006. Después de octubre de 2006, el impuesto al consumo de cantidades de gasolina a €445 por 1000 litros, en comparación con €412 por 1000 litros de gasolina con un contenido de biocarburantes de al menos 5,0 vol%1. Suponiendo una mezcla de 15% en volumen de ETBE, el incentivo fiscal sería €220 por cada 1000 litros de ETBE o €500 por cada 1000 litros de etanol utilizado para producir ETBE. Para una mezcla de 5,0% en volumen de bioetanol, el incentivo fiscal sería €230 por cada 1000 litros de bioetanol.  

Como parte de la decisión original del consejo a partir de marzo del 2002 (2002/266 / CEE), un incentivo fiscal de €502.30 por cada 1000 litros de bioetanol se estableció en Francia. Esta cantidad representa el 85% del impuesto especial que grava la gasolina. Sin embargo, en el 2003 este incentivo fiscal se redujo a €380 por 1.000 litros2 de bioetanol en ETBE o €370 por 1000 litros de etanol directo mezclado. Esta cantidad representa el 65% del impuesto especial que grava la gasolina. El bioetanol incorporado en forma de ETBE se beneficia de esta exención de impuestos con un límite de cantidad aprobada de 199.000 toneladas métricas anuales de bioetanol. El bioetanol también se beneficia del Plan de Biocombustibles lanzada por el primer ministro francés, con una aprobación adicional de 320.000 toneladas anuales de aquí a 20073. En perspectiva, la cantidad de etanol consumido en Francia para la producción de ETBE ascendió a 80,887 toneladas métricas en 2004, mientras que 102.000 toneladas de etanol fueron producidas.

En Alemania, los biocombustibles a partir de bioetanol están exentos del impuesto al consumo (Referencia Europeo Estado Comisión de Ayuda N 685/024). El impuesto al consumo habitual de los combustibles es €654,50 por 1000 litros. No se aplica ningún impuesto al consumo de biocarburantes puros como el bioetanol, mientras que para las mezclas (ETBE, etc.), sólo la fracción de biocombustibles está exento de impuestos. En el momento de la decisión (febrero de 2004), el costo estimado de producción de bioetanol (como componente de mezcla de gasolina) se muestra en la Tabla 1. 

El costo de producción era igual al precio de la gasolina del 2003. El costo de la gasolina (con impuesto al consumo) era por lo tanto igual al precio de bioetanol sin impuesto sobre el consumo. Como resultado, hay un exceso de compensación que se lleva a cabo sobre la base de los precios de productos del 2003. A diferencia de otros países de Europa, Alemania no tiene ninguna cuota para el uso de biocombustibles. 

En Italia, los biocombustibles de bioetanol se benefician a partir de un impuesto al consumo más bajo (Referencia de Ayuda Europea Comisión Estatal N 717/2002). El impuesto al consumo habitual de los combustibles es €564 por 1000 litros (marzo de 2005). Un impuesto al consumo de €281 por 1000 litros se aplica para el bioetanol puro, y un impuesto de €286,73 por 1000 litros se aplica para ETBE a partir de bioetanol. Este documento de ayuda estatal se emitió el 10 de diciembre del 2003. La medida tendrá una vigencia hasta el 10 de diciembre del 2006. La diferencia de costes entre la producción de bioetanol y gasolina (sin incluir gastos de distribución y, en el caso de ETBE, eterificación) asciende a €250 por 1000 litros. Teniendo en cuenta el costo de distribución y, en el caso de ETBE, eterificación, hay un exceso de compensación que se lleva a cabo. 

 

Para aumentar el uso de biocombustibles en España, la estrategia es adaptar las refinerías para aumentar la producción de ETBE y utilizar exenciones fiscales. Hasta el 31 de diciembre del 2012, el impuesto especial sobre los combustibles se fija en cero euros por 1.000 litros, mientras que la tasa de impuesto al consumo normal de la gasolina es €395,69 por 1000 litros. Esta tarifa especial se aplica exclusivamente al volumen de biocombustibles, incluso cuando se mezcla con otros productos. La cantidad de etanol consumido en España para la producción de ETBE ascendió a

196.000 toneladas en el 2004, mientras que se produjeron 194.000 toneladas de etanol.  

Al igual que Alemania, Suecia ha eximido a los biocombustibles desde el comienzo de 2004 del impuesto combinado de CO2 y energía. La exención de impuestos es igual a la cantidad total del impuesto sobre los hidrocarburos, que en marzo de 2005 asciende a € 546,56 por 1.000 litros. La exención de combustible está en su lugar hasta el año 2008. La cantidad de etanol producido en Suecia en 2004 fue de 52.000 toneladas.

La tasa de impuesto al consumo en el Reino Unido para el bioetanol se ha fijado en €200 por 1000 litros por debajo del de la gasolina de azufre ultra bajo (Referencia Comisión Europea ayuda estatal N 407 / 20o35). La tasa del impuesto especial sobre la gasolina de azufre ultra bajo se fija en €471 por 1000 litros. Basado en los tipos de cambio de marzo del 2005, esto equivale a una reducción de la tasa especial de €286 por 1000 litros y un impuesto al consumo de €388,60 por 1000 litros. La Tabla 2 muestra el costo estimado de la producción de bioetanol (como componente de mezcla de gasolina).

Los costos antes de impuestos de la producción de bioetanol se estiman en £0.3988 por litro. El precio antes de impuestos de las cantidades de gasolina a £0.1758 por litro. La diferencia entre los costos de producción de bioetanol y el precio de mercado de combustibles fósiles sería por tanto equivalente a £0.223 por litro, lo que es más que la reducción del impuesto especial de £0.20 por litro de bioetanol. Esta medida fiscal expirará el 1 de enero del 2011.

Disponibilidad de iso-olefinas

Los bioéteres se producen por la reacción de iso-olefinas reactivas, como iso-butileno con bioetanol. Los iso-olefinas reactivas son principalmente disponible de unidades de craqueo catalítico (FCC) fluido y crackers de vapor. Además, el iso-butileno es producido por la deshidratación del alcohol butílico terciario (TBA), un subproducto a partir de óxido de propileno / fabricación del butanol terciario.

En Europa, un adicional de iso-butileno es poco probable que venga de crackers de vapor o de la deshidratación TBA en un futuro próximo, debido a que son planificados muy pocos nuevos crackers de vapor y óxido de propileno / unidades de butanol terciario. Actualmente, un 20% de la producción de éter en Europa se basa en iso-butileno originario de la deshidratación de TBA y aproximadamente el 30% se basa en iso-butileno a partir de crackers de vapor, lo que deja 50% de iso-olefinas de unidades de FCC (~3,000 kMTA).

Se espera que el crecimiento en capacidad de iso-olefina vendrá de unidades de FCC. La capacidad total de la unidad de FCC en Europa es de aproximadamente 2, 500,000 BPSD. Si todas las unidades de FCC en Europa utilizan sus iso-olefinas para producir bioéteres, la producción de bioéteres utilizando emisiones de gas de la FCC aumentaría de 3,000 kMTA a 9,500 kMTA. El principal contribuyente (~4,500 kMTA) a este incremento sería la producción de éteres más pesados, como TAEE, de C5 e iso-olefinas más pesadas.

Si se ha utilizado toda la capacidad de iso-olefina FCC junto con la capacidad de éter producido a partir de iso-butileno TBA y cracker de vapor, la cantidad total de bioéter que se podría producir sería de 13,000 kMTA. En términos de energía, esto sería de 10,5 toneladas métricas de equivalente de petróleo (Mtoe), o 7,5% de la demanda de energía de la gasolina (142,1 Mtoe6) en el año 2010. Corregido por el contenido de

bioetanol, esto representa el 3,3% de la demanda de energía de la gasolina. Por supuesto, esto se aplicaría sólo si todas las refinerías con una unidad de FCC decidieran producir bioéteres tanto de C4 y C5 iso-olefinas. Esto es poco probable, pero muestra que la mayor parte de la producción de bioéteres potenciales sería del procesamiento de las iso-olefinas más pesadas.

Esta estimación se basa en el procesamiento de iso-olefinas directamente de la unidad de FCC. Lo producción de éteres puede incrementarse aún más a través de la isomerización ligera del refinado del ETBE y/o unidad TAEE. Con este paso, la producción de éteres se puede aumentar económicamente en aproximadamente un 60%, lo que corresponde a 5.8% de la demanda de energía de la gasolina.

Opciones de producción de Biocombustibles para la gasolina

Las actuales especificaciones de la gasolina en Europa exigen un contenido máximo de etanol del 5% en volumen, un máximo de contenido de éteres del 15% en volumen, con un contenido máximo de oxígeno de 2,7% en peso y un contenido máximo de olefinas de 18% en volumen. Hay presión por la Carta Mundial de Combustibles para reducir el contenido máximo de olefinas al 10% en volumen.

Para la mezcla de etanol solo, el contenido máximo de etanol de 5% en volumen corresponde a un contenido de oxígeno de 1,77% en peso. Si el etanol es substituido por un bioéter, 15 vol% del éter puede ser mezclado, lo que resulta en un contenido de oxígeno de 2,26% en peso. La solución óptima de mezcla, mediante la fijación de precios está presente, es donde la máxima cantidad de ETBE se mezcla con una cantidad de etanol suficiente para cumplir con la restricción de oxígeno (EI 15 vol% ETBE más 1% vol del etanol resulta en un 2,7% en peso de oxígeno). El impacto en el contenido de ETBE, el contenido bioenergético de la gasolina y el aumento de octanaje se muestra en la Tabla 3.

Cuando comparas la mezcla de ETBE con la mezcla de etanol en la Tabla 3, es evidente que la mezcla de ETBE tiene varias ventajas en términos de volatilidad, octanaje, olefinas, efectos de dilución y económicos.

Volatilidad

La volatilidad de los éteres más pesados, como el ETBE (etil terbutil eter) o TAEE(Éter etílico de terc-amilo), es significativamente inferior a la volatilidad de etanol. Cuando la mezcla de etanol, la volatilidad, en términos de presión de vapor Reid (Rvp), es una restricción, sobre todo cuando pequeñas cantidades (hasta 10% en volumen) de etanol se mezclan. El Rvp de etanol es 18 psia, mientras que el Pvp de ETBE(etil terbutil eter) y TAEE (Éter etílico de terc-amilo)son 4,0 psia y 1,0 psia respectivamente. En los niveles más altos de etanol, el RVP disminuye, pero sigue siendo mayor que la gasolina. El Rvp de la reserva de gasolina es reducida por un punto completo Rvp cuando el 15% TAEE (Éter etílico de terc-amilo) se mezcla con la reserva de gasolina.

Octano

El número de octano de éteres pesados es significativamente más alto de lo que se requiere para la reserva de gasolina. Aunque el número de octano de etanol (115) es mayor que la de ETBE (110) o TAEE (100), el hecho de que más éteres se pueden

mezclar en la reserva de gasolina se traduce en un valor mayor octanaje. En general, el valor de octanaje de la reserva de la gasolina aumenta en 1,5 puntos octanaje cuando se mezclan 5,0% de etanol en volumen, mientras que el valor de octanaje de la reserva de la gasolina aumenta en 3,8 puntos octanaje al mezclar 15% en volumen de ETBE, o 2,3 puntos octanaje cuando se mezclan TAEE. Este octanaje adicional ayudará a reemplazar esa pérdida cuando el azufre de la gasolina se redujo a los niveles actuales.

Olefinas

Olefinas en la FCC de la nafta contribuyen significativamente al número de octano de la gasolina. Sin embargo, el FCC de la nafta necesita ser hidrotratado con el fin de producir combustibles con bajo azufre, con el efecto adverso que las olefinas también están saturados, lo que resulta en un número de octanaje inferior. Una opción es separar la nafta FCC ligero (pretratados para la eliminación de mercaptano) y para mezclar este material en la gasolina hasta que las olefinas y / o especificación de azufre se alcanza. La nafta pesada de FCC rica en azufre puede ser separado por tratamiento de hidrogeno. Este enfoque preserva las olefinas ligeras de alto octanaje al tiempo que reduce sólo las olefinas pesadas de bajo octanaje.

Otra opción es separar la nafta ligera de FCC (pretratados para mercaptano y remoción dieno) y producir posteriormente éteres pesados, como el ETBE o TAEE, a través de eterificación. En general, la cantidad total de olefinas se reduce significativamente, mientras que el número de octanaje se incrementa a través de eterificación. Esto también ayuda a compensar la pérdida de octanaje debido a la saturación de olefina resultante de la desulfuración de la FCC gasolina.

Efecto de dilución

Dado que los éteres no contienen compuestos aromáticos, los éteres pesados tienen un efecto de dilución de la cantidad de hidrocarburos en la mezcla de gasolina-éter. Suponiendo que la porción de hidrocarburos contiene 35% en volumen de compuestos aromáticos, el contenido total de compuestos aromáticos se reduce a un 30% cuando hay un 15% éteres en mezcla en la reserva de gasolina.

Ventaja económica

Para ilustrar la ventaja de costos de la mezcla de etanol en comparación con la mezcla bioeteres (ETBE, TAEE) en la piscina de gasolina, una evaluación económica se estableció para los diferentes escenarios de incentivos fiscales en algunos países europeos. La tabla 4 muestra un ejemplo de la situación impuesto al consumo en Alemania.

En esta evaluación, se ha asumido un tamaño medio (77 KMTA) ETBE o unidad TAEE. Por el precio del etanol, la información reciente de fijación de precios se ha utilizado. Por el precio de éter, se han incluido los costos de las materias primas (etanol, refinado) y utilidades. El impuesto al consumo se basa en las necesidades de cada país en particular las funciones. Esta evaluación se ha realizado para el grupo de la gasolina. En general, la ventaja de la mezcla de éteres en comparación con el etanol asciende a 15 € por cada 1000 litros, o más de 10 millones de € en una base anual. Las ventajas para algunos otros países europeos en los que se aplican los incentivos fiscales a los biocombustibles se proporcionan en la Tabla 5.

Refinería de producción de éter

Dadas las ventajas potenciales de la mezcla de éteres en la reserva de la gasolina, la producción de éteres está siendo considerada por varias refinerías europeas. Como se discutió previamente, la mayoría de iso-olefinas proceden de una unidad de FCC o de un craqueador de vapor. Muchos refinerías en Europa procesan la isoolefinas C4 ya sea en una unidad de MTBE o en una unidad ETBE. Las refinerías que aún no se han convertido a su unidad de MTBE existentes están considerando cambiar a la producción de ETBE. Como se señaló anteriormente, la capacidad de iso-olefina C4 disponible está

limitada, aunque relativamente más capacidad de iso-olefina está disponible para producir biocombustibles. Para las refinerías que tienen como objetivo aumentar la capacidad de iso-olefina, la tecnología de isomerización esquelética puede ser una opción interesante.

El proceso de isomerización esquelética utiliza refinado del proceso de eterificación y efectivamente convierte C4 y C5-olefinas normales de iso-olefinas. Para maximizar la conversión, el efluente de la unidad de isomerización esquelética se recicla de nuevo a la unidad de eterificación. Sin embargo, el refinado de la unidad de eterificación también contiene butanos y pentanos que no se convierten. Butanos y pentanos se acumulan en el reciclaje y por lo tanto se requiere una purga para crear una salida para los butanos y pentanos.

Tecnologías para la producción éteres

La tecnología de CDTECH incluye pre-tratamiento, las tecnologías de eterificación y la tecnología de isomerización esquelética.

Pre-tratamiento

La refinería de C4 y nafta ligera catalítica (LCN) están disponibles como materia prima de eterificación. El contenido del diolefina C4 es típicamente <0,3% en peso, mientras que el LCN puede contener tanto como 2,0% pentadienos y hexadienos. El butadieno no es muy reactivo en condiciones de eterificación, por lo que no plantea ningún problema. Sin embargo las diolefinas LCN son bastante reactivos y tienden a formar oligómeros en condiciones de eterificación

Eterificación

Los procesos de CDTECH para la producción de MTBE, ETBE, TAME y TAEE se basan en la destilación catalítica y se han utilizado en más de 80 unidades en todo el mundo. Estos procesos se basan en un diseño de reactor en dos etapas, que consiste en un punto en un punto de ebullición mediante un reactor de lecho fijo seguido por la conversión final en una destilación catalítica. EL proceso (Fig. 3), utiliza un catalizador de resina de intercambio iónico acida en el reactor de lecho fijo y las patentadas estructuras de la destilación catalítica.

El reactor de punto de ebullición está diseñado de modo que se permite que el líquido llegue a su punto de ebullición mediante la absorción del calor de reacción, después de lo cual una cantidad limitada de vaporización tiene lugar, manteniendo así el control preciso de la temperatura. La temperatura máxima se ajusta mediante el establecimiento de la presión del sistema total. Dado que la temperatura de la mezcla liquido de reacción no puede exceder el control de la temperatura de ebullición es muy superior a aquellos sistemas en los que el calor debe ser transferido por convección o conducción, Este diseño conserva el calor de reacción en forma de calor latente, lo que reduce los requisitos de entrada de calor para el fraccionamiento subsiguiente. El efluente reactor se enfría por condensación en vez de por convección, lo que resulta en el uso de equipos más pequeños.

La columna de destilación catalítica combina reacción y fraccionamiento en la operación de una sola unidad. Lo cual permite una alta conversión de iso-olefinas (superando las limitaciones de lecho fijo), que deben alcanzarse de manera sencilla y económica. Mediante el uso de destilación para separar el producto de los reactantes, la limitación del equilibrio se supera y se consigue una mayor conversión de isobutileno. En la destilación catalítica también se aprovecha la mejora de la cinética a través del aumento de la temperatura sin penalizar conversión de equilibrio.

La conversión de equilibrio para la producción de varios éteres muestra en la figura 4. En general, C4 iso-olefinas se encaminan a una unidad de esterificación donde se alcanza una conversión muy alta de MTBE.

Específicamente para C5 e iso-olefinas más pesadas, la conversión de un solo paso es muy baja, y un beneficio sustancial puede lograrse mediante el uso de destilación catalítica. En el proceso CDTECH, El C6 y olefinas más pesadas se convierten en el reactor de punto de ebullición a la conversión de equilibrio cercano. Iso-olefinas convertidas y más pesados no llegan a la zona de destilación catalítica en el fraccionador, y por lo tanto no se convierten más. Mientras que la conversión adicional de una columna de destilación separada es posible, la adicción de una columna de destilación separada a menudo no puede justificarse económicamente.

Otro proceso que se puede usar es un drenaje del fraccionador (que contiene iso-olefinas no convertidas y etanol), los cuales se reciclan de nuevo a los reactores de esterificación. Cuando reciclamos iso-olefinas, la conversión global de todas las iso-olefinas es mayor. Sin embargo, la conversión adicional de C5-isoolefinas es relativamente bajo en comparación con lo que puede lograrse con la destilación catalítica. En general la cantidad de iso-olefinas convertidas usando destilación catalítica (C5 iso-olefinas), es similar a la cantidad de iso-olefinas convertidos mediante el proceso con la operación de reciclaje ( C6 e iso-olefinas más pesados).Sin embargo el proceso consume significativamente más utilidades debido a la gran corriente de reciclaje que resulta en costos de servicios públicos que son dos a tres veces superior.

Isomerización Esquelética

La tecnología patentada ISOMPlus (Figura 5) es específicamente para la isomerización del esqueleto de butenos

normales y pentenos normales. Un catalizador a base de zeolita especialmente desarrollado para este servicio proporciona una conversión cercana a la de equilibrio de butenos normales o pentenos a iso-olefinas en alta selectividad y tiempos de ciclo duraderos. La configuración del proceso es simple y las condiciones del proceso moderados resulta en bajos costos de capital y de operaciones.

Alimentación de hidrocarburos, tales como ETBE o TAEE refinado, se vaporiza y sobrecalentado antes de entrar en el reactor de isomerización de hidrocarburos no requiere vapor u otros diluyentes, ni la adicción de agentes de activación de catalizador para promover la reacción. La corriente de vapor pasa a través del reactor de lecho fijo, en donde la conversión se lleva a cabo. En el proceso C4ISOMPlus hasta un 44 % de los butenos normales se convierten en más del 86% de selectividad a isobutileno. El efluente del reactor se enfría y se comprime a la columna de fraccionamiento, donde la fracción C4 se separa de una fracción de gasolina y se recicla a la unidad de ETBE. En

el proceso CS ISOMPlus, hasta un 66% de los pentenos normales se convierten en más de un 95% de selectividad a iso-amilenos. El efluente del reactor se condensa y se bombea a la unidad de esterificación. Una purga se toma de la alimentación ISOMPlus para limitar la acumulación de ácidos grasos saturados en la corriente de reciclo.

Durante el ciclo de proceso, el coque se acumula gradualmente en la reducción de la actividad del catalizador de isomerización. Al final del ciclo de proceso, la alimentación esta condicionada. Los olígomeros que faltan en el reactor de eterificacion primario asi como el rehervidor de columna de eter. Se requiere paradas frecuentes para reemplazar el catalizador y el equipo limpio. Los oligomeros resultan en niveles inaceptablemente altos de goma cuando el eter se mezcla con la gasolina al terminar.

Para prevenir este problema, la diolefina debe ser removida de la LCN para su selectiva hidrogenación. Tecnologías convencionales utilizan un reactor catalítico de lecho fijo e combinación con unas columnas de destilación para hidrogenar las diolefinas y separa la LCN de la nafta catalítica pesada. Desafortunadamente, los oligomeros todavía se dormán en el lecho del catalizador .lo que resulta en reducción de la actividad del lecho de catalizador y una mayor caída de presión. Como un resultado, es necesario apagar periódicamente el reactor para la sustitución del catalizador, requieren el uso de un reactor paralelo de repuesto para mantener la eliminación de diolefinas en operación. Una aplicación de destilación catalítica que se ocupa de los problemas anteriores ha sido desarrollar y comercializar. El CDhidro proceso combina hidrogenación selectiva y la zona de destilación que se aplica mediante la colocación selectiva de hidrogenación de hidrocarburos, catalizador contenido en la destilación de alimentación estructurada de empaque (CD modules) en la parte superior del operador de la gasolina y la adición de hidrogeno por debajo del catalizador (figura 1). El catalizador CDhydro opera a presiones significativamente inferior al convencional reactores de lecho fijo, como consecuencia no se requiere la compresión de hidrogeno En la parte inferior de la zona, los mercaptanos CDmodule reaccionan con diolefinas para formar sulfuros(figuras 2)

Estos pesados sulfuros tienen mayor punto de ebullición que el catalizador de nafta (LCN) y de la fracción son fácilmente fraccionadas para el producto de fondo, efectivamente desulfurando el LCN A diferencia de disulfuros mixtos que incluyen edulcorantes cáustica, sulfuros olefínicos con un número son térmicamente estable y no se descomponen en el rehervidor para causar problemas allí. el producto LCN contiene típicamente menos de 1.0ppm mercaptanos y se puede mezclar directamente en la estanque de gasolina. funciones de hidrotratamiento adicionales son archivadas en la columna CDHYDRO. en la sección superior del catalizador, el hidrógeno reacciona con diolefinas para con criterio selectivo producir olefinas la corriente elevada es baja en diolefins, reduciendo la formación de goma de gasolina y mejorando la calidad del LCN para eterificación de materia prima otras ventajas de hidrogenación selectiva son reducidas RVP y el octano aumentado del corte de C5. la isomerización de obligación doble que acompaña la hidrogenación selectiva es responsable de ambos efectos el movimiento de la doble obligación de la alfa a la posición beta sobre la molécula se convierte 3-metil,1 buteno a 2 metil 2 buteno y convierte 1 penteno a 2 penteno en ambos casos. la beta-olfin tiene la presión de vapor inferior y el octano más alto que la apha-olefina . esta aplicación del proceso CDhidrogeno ha sido comercializado en 20 refinerias la primera instalación para el tratamiento de LCN ha sido, en funcionamiento desde hace más de diez años y todavía está realizando descrito previamente todas las funciones con la carga sin pérdida detectable catalizador original de la actividad del catalizador. el proceso ha demostrado la alta fiabilidad y la robustez en el entorno(el medio ambiente) de refinería cambiado a una cama de catalizador fresca

Caso de Estudio: Optimización de éteres

un caso estudiado fue desarrollado para repasar las posibilidades diferentes para la optimización de éteres una configuración de la refinería con una unidad 45000 FCC BPSD, y que actualmente no tiene ningunas instalaciones de eterificación para producir biocombustibles.. ha sido asumido que dienos ha sido quitado de la nafta de FCC por la hidrogenación selectiva. para estimar la cantidad de Iso-olefinas en la nafta de la FCC ligera y en la corriente C4, hemos usado el contenido de la ISO-olefinas medio presente de una unidad de la FCC típica para la producción de biocombustibles por eterificación, varias opciones están disponibles

a) Opción “a” es un proceso únicamente corriente de isobutileno y produce ETBE, varias refinerías en Europa han decidido o están en el proceso de convertir su existente unidad MTBE a producir ETBE

b) Opción “b” debe tratar ambos procesos de corriente de isobutileno y corriente del LCN. las iso-olefinas disponibles en la corriente LCN serán convertidas. el producto eterificación, juntos con materiales que no se convierten en C5, es usado como el componente que se mezcla para el fondo de gasolinaEl refinado del proceso de refinación (sobre todo componentes ligeros C5) b también ser usado como una mezcla de componentes de la gasolina. Note eso para esta evaluación ha sido asumido dos unidades separadas de eterificacion que son instaladas la integración de estas dos unidades es posible y ligeramente cambiaría la producción

c) Opción “c” remotos aumentos la producción de biocombustibles por extension de la opción "b" para incorporar tecnología esqueléticas de isomerización. la producción de éteres considerablemente es aumentada ya que buteno normal y penteno son convertidos a iso-olefinas en la alta conversión los componentes que no son convertidos, como butanos y pentanos, son reciclados a la unidad eterificacion y tarde o temprano tendrán que ser la purga la cantidad de efluente ISOMPLUS reciclado a la unidad esterificaron efectúa los tamaños de la unidad eterificacion y la unidad ISOMPLUS, y es optimizada para obtener la mayor parte de resultados económicos como la opción b, para el objetivo de esta evaluación para separar la unidad de eterificacion y la unidad de isomerización han sido asumidos.Integración de la unidad es posible pero resultaría en producciones diferentes. Resumir las opciones siguientes están disponibles para producir bioeteres

a) Únicamente produce ETBEb) Producir ETBE y TAEEc) Maximizar ETBE y TAEE mediante el uso del cuerpo de isomerización tecnológica.

muestran la cantidad de los éteres que pueden ser producidos para las opciones diferentes en la tabla 6.La cantidad de eter producida para la parte c es una optima cantidad, limitar el tamaño del ISOMPLUS y unidades eterificacion, al mismo tiempo maximizando producción de biocombustibles basado en la cantidad total de los butenos disponible en la FCC gas de escape , una cantidad máxima 280 KMTA ETBE podrían producido. Similarmente, basado sobre el total de cantidad de pentenos viables en el gas de escape, una máxima cantidad de 195 MTA TAEE pudo ser producida

Economía

basado en la acción de poner el precio de datos a partir de los pocos años pasados, el margen de producto (incluyendo materias primas, utilidades, y gastos fijos) para la producción de éter del bioetanol ascienden 250/m3 euros productos de eter tabla 7.

Para este resumen(sumario) es claro que la economía de producir boieteres es excelente el costo de la inversión para una unidad de eterificacion es muy razonable La

inversión costada para un unidad de 80 KMTA ETBE es menos de 7 millones de euros , mientras la inversión costada para un unidad de TAEE es aproximadamente 12 millones de euros la inversión adicional para una unidad ISOMplus depende de la integración de esta unidad con la unidad de eterificación, pero para todos los casos previstos anteriormente, el tiempo de recuperación para el complejo de eterificación son del orden de seis meses 1 año

Conclusiones

La unión europea ha dado a las refinerías europeas desafiantes objetivos para implementar los biocombustibles. Varios países han tomado la iniciativa de promover el uso de biocombustibles a través de la introducción de incentivos. En concreto, para el uso de bioetanol en la gasolina, los refinadores tienen capacidad de mezcla de etanol directamente; sin embargo, la mezcla de etanol da como resultado un aumento significativo en la presión de vapor de la gasolina, lo cual es una limitación para muchas refinerías. Además, la mezcla de etanol existente es de 5.0 % en volumen impide que el refinador cumpla la meta de biocombustibles de la UE del 5,75 % del valor de calentamiento gasolina.

Una solución atractiva es de reaccionar bioetanol con iso-olefinas refinadas para producir bioéteres y al mismo tiempo reducir el contendido de olefina. Bioéteres, como el ETBE y TAEE, son excelentes componente de mezcla debido a su baja volatilidad, alto número de octano, y el hecho de que estos éteres no contienen compuestos aromáticos u olefinas.

Una cantidad significativa de bioéteres puede ser producido a partir de C5 e iso-olefinas más pesadas, además de que están normalmente presentes en la luz nafta de FCC. Si olefinas se reducen por la saturación, una pérdida significativa de octanaje es esperado; sin embargo, mediante la reacción de estas olefinas con iso-bioetanol para hacer bioéteres, el número de octano se aumenta sustancialmente mientras el contenido de olefinas se reduce.