Cracking OK

CRACKING CATALITICO

INTEGRANTE

S:Doralba

Macias

Jesus Afanador

Jhon Lizcano

Yelitza Perez

Walter Arevalo

CONTENIDO

TIPOS DE CRACKING

QUE ES CRACKING?

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CRACKING TERMICO

CRACKING CATALITICO

QUE ES CRACKING?El cracking consiste en romper o descomponer hidrocarburos de elevado peso molecular (combustibles como el gas oil y fuel oil), en compuestos de menor peso molecular (naftas). En el proceso siempre se forma hidrógeno y compuestos del carbono. Es muy importante en las refinerías de petróleo como un medio de aumentar la producción de nafta a expensas de productos más pesados y menos valiosos, como el kerosene y el fuel oil.

……………….. TIPOS DE CRACKING1. CRAKING TERMICO: se realiza mediante la aplicación de calor y alta presión

2. CRAKING CATALITICO: mediante la combinación de calor y un catalizador

¿CUAL ES LA DIFERENCIA ENTRE CRACKING TERMICO Y CRACKING CATALITICO?

En el cracking térmico, el calor proporciona la energía para romper los enlaces y dar origen a nuevas sustancias de bajo peso molecular a partir de sustancias de alto peso molecular.

En el Cracking catalítico, un catalizador se une a un átomo provocando la aparición de un radical libre, como el radical libre no puede permanecer con mucho tiempo de vida, hace que el electrón que quedo libre se una a otro del mismo átomo provocando con ello la ruptura del enlace y dando origen a otras moléculas chicas a partir de una mas grande.

La gran ventaja del cracking se puede observar claramente en el ejemplo en 1920, un barril de crudo, que contiene 159 litros.

VENTAJAS DEL CRACKING ………………………………………………

PRODUCCION ANTES DESPUES CRACKING

NAFTA 41,5 L 79.5 L

CRACKING TERMICO

En este proceso, las partes más pesadas del crudo se calientan a altas temperaturas bajo presión. Esto divide (craquea) las moléculas grandes de hidrocarburos en moléculas más pequeñas, lo que aumenta la cantidad de nafta —compuesta por este tipo de moléculas— producida a partir de un barril de crudo. Se utilizan temperaturas elevadas (800-900 ºC) y presiones.

ECONOMÍA DEL PROCESOLa ventajas del proceso son :Mayor nivel de conversión a productos de alto valor y demanda. Una mayor expansión volumétrica. El destino alternativo del asfalto, es producir fuel oil , producto de bajo precio y demanda limitada. Los productos obtenidos son cargas de otras plantas que acondicionan estas corrientes para obtener C3, C4, Nafta , Gas Oil de calidad comercial.El carbón residual producido es un producto de bajo precio .Se comercializa como insumo en la industria del aluminio .

Carga

La carga normal es asfalto proveniente de la destilación al vacío ( fondo de vacío ), que ingresa a la unidad a 310 °C .

Estas unidades también pueden procesar crudo reducido de topping.

DESCRIPCIÓN DE LA OPERACIÓN………………………………………..

REACCIONES DE CRACKING TÉRMICO…………………………………

REACCIONES PRIMARIASSe producen rupturas de largas moléculas obteniendo parafinas, olefinas, ciclo olefinas y aromáticos.

REACCIONES SECUNDARIAS

Son fundamentalmente reacciones de polimerización y condensación, que finalmente producen coque.Estas reacciones demandan mayor tiempo de residencia.

VARIABLES DE PROCESO………………………………………………………

Temperatura de reacción

Tiempo de residencia

Naturaleza de la carga

Las variables más importantes son temperatura y tiempo de residencia.

CALIDAD Y DESTINO DE LOS PRODUCTOS………….

ANTECEDENTES CRACKING CATALITICO

El antecedente más destacable del proceso de FCC fue el intento de convertir crudo pesado en gasolina mediante el uso de craqueo térmico, cuyo primer proceso de uso comercial exitoso fue el proceso Burton, patentado por el Dr. W.M. Burton de la Compañía Standard Oil de Indiana en 1910. El proceso clásico de craqueo térmico produce bajos rendimientos y gasolina de bajo octanaje.

En el año 1934 la propuesta de Whitmore de que los sitios ácidos son centros activos para el craqueo de hidrocarburos y que se podría obtener más gasolina con una mayor proporción de productos ramificados y mayor octanaje, mediante el empleo de una catalizador sólido, representó el punto de partida del craqueo catalítico.

La función principal de la planta de cracking catalítico es la producción de gasolina de alto octanaje sin plomo y Gas Licuado de Petróleo (LPG). Con catalizadores modernos de zeolitas y altas temperaturas de reacción, es posible alcanzar rendimientos de un 60% en volumen de gasolina de alto octanaje. El cracking catalítico es el proceso más importante de una refinería, porque contribuye de manera importante al valor actual. ECONOMÍA DEL PROCESO

La ventajas del proceso son :La carga de la unidad es un producto intermedio de bajo valor.Puede ser comercializado como fuel oil o carga de FCC.Mediante este proceso se obtiene :Mayor expansión volumétrica (110 m3 de productos/ 100 m3 de Carga). Mayor nivel de conversión a productos de alta demanda y valor comercial. La nafta producida aporta el mayor volumen de octanos del pool de naftas. Es el proceso de mayor producción de GLP. Butano como materia prima para la producción de MTBE y Alkilato . Propileno de alto precio y creciente demanda.

CRACKING CATALITICO

LAS UNIDADES DE FCC…………………………………………………

Son las productoras de naftas por excelencia, en calidad y cantidad.

Producen menor cantidad de gas residual que el Cracking Térmico.

Producen alta calidad de propano y propileno, butilenos, isobutanos y butanos. Estas corrientes son la materia prima para los procesos Petroquímicos

http://www.pekegifs.com/numeros12.htm

PROCESOS DE CRAQUEO CATALÍTICO ………………………………..

CRAQUEO CATALITICO DE LIQUIDOS

se realiza en unidades que cuentan con una sección de catálisis (elevador, reactor y generador) y una sección de fraccionamiento trabajando de manera conjunta. Se utiliza un catalizador finamente pulverizado, suspendido en vapor o gas de petróleo, que actúa como un líquido.


Es similar al craqueo catalítico de líquidos, pero el catalizador se encuentra en forma de pastillas en lugar de polvo fino. Las pastillas se transfieren continuamente mediante una cinta transportadora o tubos elevadores neumáticos a una tolva de almacenamiento situada en la parte superior de la unidad, y después desciende por gravedad a través del reactor hasta un regenerador.

CRAQUEO CATALÍTICO DE LECHO MÓVIL


La carga precalentada circula por gravedad por el lecho del reactor catalítico. Los vapores se separan del catalizador y se envían a una torre de fraccionamiento. El catalizador agotado se regenera, enfría y recicla. El gas de chimenea dela regeneración se envía a una caldera de monóxido de carbono para recuperar calor

CRAQUEO CATALÍTICO TERMOFOR

FUNCIONES BASICAS DEL CRACKEO CATALITICO……………

REACCIÓN

La carga reacciona con el catalizador y se descompone en diferentes hidrocarburos.

REGENERACIÓN

El catalizador se reactiva quemando el coque.

FRACCIONAMIENTO

la corriente de hidrocarburos craqueados se separa en diversos productos.

SECCIONES DE REACCION…………………………………….……………

REACTOR

Es la parte del craqueador catalítico donde ocurre la reacción del craqueo; la función de este equipo es poner en contacto el aceite y el catalizador generado caliente al fin de obtener mediante un optimo control de temperatura y del tiempo de contacto los rendimientos deseados de cada producto. Otras funciones son las de remover los vapores de hidrocarburos entrapados en le catalizador y las de separar y recuperar el catalizador arrastrado por los vapores de hidrocarburos.

BOQUILLAS DEL

SEPARADOR R520BTHK 5/8”K8

KAT

KEL-KAP-KFP-KCL-KAL : 1”

KMH 1

KACT-KLL4” THK.REFRACTARIO

KMH 2

KFT-KGT

KDT-KBL


REGENERADOR

Es la parte de la unidad donde se quema el carbón depositado sobre el catalizador , posee un sistemas de distribución del aire necesario para la combustión provisto por un compresor de aire. Dicho compresor es la máquina más importante de la unidad ya que si no hay aire para regeneración debe detenerse la unidad.Posee ciclones que separan los gases de la combustión del catalizador arrastrado.Están revestidos por material refractario que impiden la erosión y protege a las paredes metálicas de la alta temperatura.La temperatura de operación de 705 °C - 740 °C.Estas unidades operan a combustión total ( formación de CO2 ), para lo cual se adiciona un promotor de combustión.


FRACCIONAMIENTO

En esta parte del equipo se inyecta vapor para despojar de hidrocarburos del catalizador agotado . La inyección se realiza a través de un distribuidor.

La función más importante es reducir el contenido de hidrocarburos depositados sobre el catalizador, disminuyendo la demanda de aire en el regenerador, aumentando el rendimiento en productos líquidos.El equipo cuenta con bafles que mejoran el contacto vapor - catalizador.

FUNCIONES BASICAS DEL CRACKEO CATALITICO……………

REGENERADOR

Ambiente oxidante: Temperaturas entre 680-790°C, exceso de oxígeno, vapor de agua, metales y tiempos de contactos.

REACTOR

Ambiente reductor: Temperaturas entre 500-550°C, presencia de hidrógeno.

DESPOJADOR

Temperaturas > 500°C, abundante vapor

REG

ENER

AD

OR

BAJANTE DECAT. GASTADO

DES

POJA

DO

RSE

PARA

DO

R

CONO DE CARGA

ZONA PICK-UP

CROSSOVER

CODO DE 90º

SECCION SUPERIOR

CONO SUPERIOR DETRANSICION

CICLON SUPERIOR

CICLON DEL RISER

SOMBRERO CHINODEFLECTORES

DISTRIBUIDOR DE CAT GASTADO

BAJANTE DECAT. REGENERADO

DISTRIBUIDOR DEAIRE

CICLON PRIMARIO

CICLON SECUNDARIO

J-BEND

POZO DE REBOCE

CAMARA PLENA DEL SEPARADOR

CAMARA PLENADEL DESPOJADOR

PARTES DELCONVERTIDOR

VALVULA TAPONVALVULA CORREDERA

ESQUEMA REACTOR - REGENERADOR………………

FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE REACCION………………

El catalizador de FCC es el corazón del proceso.Es un polvo fino y poroso formado por micro esferas, compuesto por óxidos de silicio y aluminio y otros elementos como sodio y tierras raras, caracterizado por su fuerte acidezy que tiene un comportamiento de un fluido cuando se airea.

Un catalizador moderno de FCC tiene cuatro componentes principales:1. Componente Activo: Zeolita 2. Matriz: Protege la zeolita, rompe moléculas grandes. 3. Aglutinante4. Soporte (Arcilla, Tierras raras)

CATALIZADOR

Composición del catalizador.


La zeolita que se utiliza en FCC es la faujasita, la cual representa el ingrediente principal.

Su función es proveer el craqueo selectivo y gran parte de la actividad. De la calidad y naturaleza de la zeolita depende en gran parte el rendimiento del catalizador.

La zeolita puede definirse como un polímero inorgánico cristalino compuesto por redes de tetraedros formados por AlO4 y SiO4 unidos por un oxígeno compartido.

1. Zeolita


Zeolitas son cristalina, microporosas , aluminosilicatos .

Unidades alúmina (AlO2)- están asociadas con los sitios activos ácidos.

Conversión de hidrocarburos son catalizados en sitios ácidos dentro de los canales microporosos.

Los cationes se pueden introducir dentro de los canales microporosos (Mn+ = H+, La3+, Ce3+, Ce4+).

La actividad y densidad del sitio ácido determinan la actividad y selectividad de la zeolita

1. Zeolita


2. MATRIZ

El catalizador de FCC está constituido también por un componente matriz, adicional a la zeolita, ya que ésta última no es suficiente para garantizar un buen catalizador. La matriz sirve principalmente para reducir los fondos en los productos de las unidades de FCC debido al aumento del aceite de reciclo liviano (LCO) y otros productos ligeros. Tiene una pobre selectividad al coque y gas comparado con la zeolita. Una selección apropiada de la matriz disminuye cualquier efecto adverso.


2. MATRIZ

Entre las funciones más importantes que desempeña la matriz se encuentran: Forma que mantiene unidos a los cristales de zeolita.

Sitios ácidos sobre el componente de matriz activa del catalizador de craqueo de las moléculas grandes de la carga para entrar en los poros de zeolita.

Porosidad de la matriz que facilita la difusión de las moléculas de la carga a la zeolita y la difusión molécula de producto fuera del catalizador .

Trampas de metales (por ejemplo: para Vanadio o Níquel) puede ser incorporado en la matriz. Protege a la Zeolita de contaminantes.


3- 4AGLUTINANTE Y

SOPORTE

El aglutinante o aglomerante sirve como un pegamento para mantener la matriz, la zeolita y el soporte unidos. El aglomerante puede tener o no actividad catalítica. La importancia del mismo se hace predominante con catalizadores que contienen altas concentraciones de zeolita.

El soporte es una arcilla incorporada al catalizador para diluir su actividad. Generalmentese utiliza Caolín.

Las funciones del aglomerante y del soporte son proveer resistencia física al catalizador, servir de medio de transferencia de calor y fluidización sobre los cuales se dispersa el componente más valioso: la zeolita.


CONTAMINANTES METALICOS EN

LAS CARGAS


CONCLUSION

Los catalizadores de FCC están diseñados con propiedades físicas específicas para el cumplimiento de los parámetros de fluidización y transporte de calor desde el regenerador al reactor.

Las zeolitas son los principales componentes catalíticos para el craqueo selectivo y pueden ser modificados para alterar su actividad, selectividad y el efecto sobre la calidad del producto.

Selectividades del producto se ve afectada por la variación de la acidez y la distribución del tamaño de poro de la matriz.

La matriz mantiene unidos los cristales de zeolita para: (i) responsable para el craqueo de moléculas más grandes y (ii) juega un papel importante para la tolerancia a los metales.

PRINCIPALES PRODUCTOS DEL PROCESO DE CRAQUEO CATALITICO Y SUS USOS………………………………………..

ASPECTOS HSE……………………………………………………..

Aspectos más importantes en HSE La oxidación del SO2 en la atmósfera por acción de las radiaciones solares produce el SO3, que reacciona rápidamente con la humedad del ambiente para producir una niebla de ácido sulfúrico que si se precipita produce lo que se conoce como lluvia ácida. Este fenómeno es muy peligroso ya que destruye los tejidos de los seres vivos (epitelial y pulmonar).

Otra emisión importante que se produce en los procesos de craqueo catalítico es la de monóxido de carbono (CO). Este es un gas incoloro e inodoro pero muy tóxico debido a su elevada afinidad por la hemoglobina de la sangre incapacitándola para transportar el oxígeno, lo que puede conducir a presentar desde pequeñas molestias y dolores de cabeza hasta fallos respiratorios que pueden ocasionar la muerte.

ASPECTOS HSE……………………………………………………..

Aspectos más importantes en HSEAdemás como resultado de la manipulación de catalizadores sólidos, las refinerías emiten al ambiente partículas que contienen metales. En los procesos de craqueo catalítico, y en otros procesos donde se condensa vapor en presencia de gases con cantidades variables desulfuro de hidrógeno (H2S) o amoniaco (NH3), se producen las corrientes conocidas como “aguas ácidas” que contaminan los mantos acuíferos y dañan los ecosistemas acuáticos.

MSDS

CATALIZADOR PARA CRAQUEO CATALITICO DE LECHO FLUIDIZADO

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CATALIZADOR DE CRAQUEO

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CATALIZADOR DE CRACKING

1. Componentes Catalizador :

Caolín, Zeolita, Oxido de Aluminio.

Aunque el catalizador fresco no es tóxico, los metales pesados que toma el catalizador (Níquel, Vanadio y Antimonio) gastado en las unidades de FCC son considerados tóxicos o carcinogénicos. El óxido de níquel es un agente carcinogénico de la cavidad nasal, paranasal y los pulmones. El óxido de níquel ha sido clasificado como agente carcinogénico

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0

2. APARENCIA:

Arenilla muy fina de color blanco o ligeramente gris si es catalizador gastado.

ASPECTOS HSE……………………………………………………..

2. IDENTIFICACIÓN DE PELIGROS

Potenciales Efectos Adversos para la Salud:

• INHALACIÓN: Tos, irritación o congestión en las vías respiratorias. La inhalación excesiva y/o prolongada puede causar silicosis.

• INGESTIÓN: No se espera que este material sea ingerido pero en caso de ingestión accidental puede causar irritación temporal del tracto gastrointestinal, especialmente del estómago. Si la cantidad ingerida es abundante pueden presentarse casos de intoxicación, los cuales podrían ser severos dependiendo de la cantidad ingerida.

• PIEL: Irritación temporal, escozor y puede agravar alergias. El contacto directo con el residuo causa resequedad en la piel.

• OJOS: Irritación temporal y enrojecimiento. El contacto con grandes cantidades de polvo puede causar daño mecánico.

• EFECTOS CRÓNICOS: La inhalación excesiva y prolongada del residuo puede causar silicosis y cáncer de las vías respiratorias o de pulmón.

ASPECTOS HSE……………………………………………………..

3. EQUIPO DE PROTECCION PERSONAL

• PROTECCIÓN RESPIRATORIA: Utilizar siempre respirador de media cara con filtro para polvo.

• PROTECCIÓN OCULAR: Utilizar gafas de seguridad que cubran toda el área de los ojos. Fullface

• GUANTES PROTECTORES: Utilizar guantes de caucho. Carnasa

• OTROS: Cuando se vaya a manipular el residuo se debe utilizar traje Tyvek

ASPECTOS HSE……………………………………………………..

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4. PROCEDIMIENTOS DE PRIMEROS AUXILIOS.

• INHALACION: Mover la víctima a un lugar fresco y limpiar la nariz para remover el polvo inhalado. Si presenta ataque de tos esperar hasta que se despejen las vías respiratorias y luego ayudar a despejarlas limpiando la nariz y suministrando un poco de agua. Si la tos se vuelve persistente remita la víctima al médico.

• INGESTION: No se espera que el residuo sea ingerido pero en caso de ingestión accidental, la irritación gastrointestinal debe ser tratada sintomáticamente. Inmediatamente después de la ingestión puede enjuagar la boca de la víctima para remover el polvo remanente en ella y suministrarle abundante agua fresca para disminuir la irritación. Después de una ingestión de este residuo remita siempre la víctima para recibir atención y valoración médica.

• PIEL: Lavar con agua y jabón la piel que estuvo en contacto con el residuo. Hidratarla después de lavarla.

• OJOS: En caso de irritación lavar los ojos con abundante agua limpia• . Si la irritación persiste busque atención médica.

FLUE GAS COOLER

CHIMENEA

SISTEMA INTEGRADO

TRANSPORTE DE FINOS

SILO

FLUIDIZACIÓN

1

3

2SISTEMA PRECIPITADOR

SISTEMA BY-PASS

SISTEMA MANEJO DE FINOS

Dámper

Dámper

Dámper

SISTEMA BY-PASS

Dámper

SISTEMA MANEJO DE FINOS

BRAZO PESCANTE DE DESCARGA

PRECIPITADOR ELECTROSTÁTICO

ANTES DESPUES

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SIN SISTEMA DE RECUPERACION DE

FINOS ACTUALMENTE

ALBUM FOTOGRAFICO

CRACKING ORTHOFLOW…………………………………………………

Cracking OK

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