REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA

UNIVERSIDAD BOLIVARIANA DE VENEZUELA

P.F.G HIDROCARBUROS

U.C: PROCESOS DE REFINACIÓN

PORTAFOLIO

PROCESOS DE REFINACIÓN

PROFESOR REALIZADO POR:RICHANI, Anuar MORENO, Greysi

C.I: 24.896.219Los Taques, 27 de junio del 2014

LA REFINERÍA EN VENEZUELA

REFINERÍA: Complejo de instalaciones en donde el petróleo crudo se separa en fracciones ligeras y pesadas, las cuales se convierten en insumos.

REFINACIÓN: Proceso que se encarga de la transformación de los hidrocarburos en productos derivados.

FINALIDAD DE LAS REFINERÍAS EN VENEZUELA - Motorizar el desarrollo armónico del país.- Afianzar el uso soberano de los recursos.- Potenciar el desarrollo endógeno.- Propiciar una existencia digna y provechosa para el pueblo venezolano.

PRESENCIA EN EL MUNDO

PAÍS NOMBRE DE LA INDUSTRIAVenezuela PDVSA

EEUU CITGO PDV SERVICES INC. BACCurazao ISLABahamas BORCOBonaire BOPEC

Alemania RUHR OELHolanda PDV Services B.VSuecia NYNAS

Gran Bretaña PDV UK NYNASBelgica NYNAS

PRODUCCIÓN MBD EN VENEZUELA

REFINERÍAS MBDCRP Amuay 635CRP Cardón 305

El Palito 130Puerto La Cruz 200

CRP Bajo Grande 40San Roque 5

RESERVA CERTIFICADA:

Más de 152 mil 561 millones de barriles.

DESTILACIÓN ATMOSFÉRICA

El proceso de destilación atmosférica, consiste en calentar, evaporar, condensar y separar en forma fraccionada una serie de cortes o bases para determinados usos.

Teóricamente, no hay reacciones en el proceso, pero aún así, hay craqueo térmico en baja escala, en cantidades casi despreciables.

VARIABLES OPERACIONALES: Esta planta opera a una presión de 760 mmHg, y a una temperatura de 370°C aproximadamente.

CRUDO

DESTILACIÓN

ATMOSFÉRICA

Nafta pesada (C7 y C10) a NHT

GAS

LPG (C3 y C4)

Nafta liviana (C5 y C6)

Kerosén (C11 a C14)

Gasoil liviano a HDT

Gasoil pesado a HDT

Residuo largo C25+ a Dest. al Vacío.

0 °C

0 °C

170 °C

260 °C

320-350 °C

370 °C

PREFLASH 200 °C

110 °C

DESALADOR

Horno

70,0 MBDO

ANORMALIDADES DE LA DESTILACIÓN Y FORMAS DE CORREGIRLAS:

- POR EFECTO DE ARRASTRE: Altas cargas de vapores, aumentan las velocidades de éstos, produciéndose un exceso en el arrastre de líquido que irá a contaminar el plato superior con partículas pesadas. Corrección: Se puede normalizar la situación bajando la temperatura de la carga, bajando la rata de alimentación o el vapor despojador.

- POR EFECTO DE INUNDACIÓN: por altas cargas de líquidos y vapores, uno o mas platos pueden llenarse completamente de líquido y espuma. La caída de presión aumenta proporcionalmente al nivel del líquido, ocasionando más arrastre y agravando las condiciones al extremo de que pueda inundarse toda una sección. Corrección: Puede normalizarse si se baja controladamente la carga, temperatura, vapor despojador, reflujos y extrayendo más productos laterales. También se puede aumentar la presión para lograr disminuir el volumen y la velocidad de los vapores.

- POR EFECTO DE VÓMITO: Consiste en la inundación del plato tope y en el caso más severo, también de los inferiores. Puede resultar por exceso de reflujo de tope. Corrección: Se debe bajar la temperatura para disminuir la rata de reflujo a tope.

- POR EFECTO DE GOTEO: Cuando los flujos de vapor son bajos, existe una capacidad limitada para sustentar el líquido en la bandeja, la columna hidrostática vence la energía de los vapores y comienza un goteo rápido que puede llegar a secar el nivel de la bandeja. Este problema es típico de los platos perforados y de tipo “Jet”. Corrección: Se debe mantener o retornan las condiciones operacionales de la torre, con las especificaciones de procesos establecidos en el diseño.

DESTILACIÓN AL VACÍO

La destilación al vacío es usada para separar fracciones de hidrocarburos que tienen puntos de ebullición normales muy por encima de la temperatura a la cual comienza la desintegración térmica (644°-752°F). Este fenómeno se evita mediante la reducción de la presión, lo cual ocasiona disminución de los puntos de ebullición de las fracciones.

Los productos provenientes de la torre de vacío son VGO que, dependiendo de las características del crudo, se utilizan para la manufactura de lubricantes o como alimentación de las plantas de conversión (desintegración catalítica e hidrocraqueo) DCU y HDS para la producción de residuo pesado de bajo azufre.

VARIABLES DE PROCESO: La torre opera a una presión menor que la atmosférica que puede estar entre 20-40mmHg, y una temperatura menor a 390-80 °C.

DESTILACIÓN

AL VACÍORESIGUO LARGO

62,0 MBDO Proveniente de fondo de

Dest. Atmosférica.

GASOIL LIVIANO DE VACÍO 25%

GASOIL PESADO DE VACÍO 25%

200°F

430°F

470°F RESIDUO CORTO 50%

POOL GASOIL

PLANTA DE LUBRICANTES. HIDROPROCESOS.

DCU 9500 T/D

ESTRUCTURA TORRE ATMOSFÉRICA ESTRUCTURA TORRE VACÍO

UNIDAD DE CRAQUEO CATALÍTICO (CCU)

El craqueo catalítico es un proceso de conversión química basado en la descomposición o rompimiento de moléculas de compuestos de alto PM, promovido por un catalizador; esto se hace con el propósito de craquear HC’s pesados, cuyo punto de ebullición es igual o superior a los 315 °C y convertirlos en HC’s livianos de cadena corta, cuyo punto de ebullición se encuentra por debajo de los 221 °C.

Esta planta tiene como finalidad de producir gasolina de alto octanaje.

FCCU

Craqueo Catalítico

C: Sílica Alúmina

VGO 77,0 MBDO

GAS SECO: 3,21%

PP: 6,19%

BB: 10,1%

GASOLINA LCC: 25,37%

GASOLINA HOUK: 21,20%

ARL: 19,49%

ARP: 4,56%

LODOSO: 5,90%

HDT

POOL DILUENTE/HDT

POOL DE DILUENTE

DEA/PROFALCA

TBB/MTBE/ALK

La alimentación normal de la unidad está compuesta por una mezcla 80/20% volumen de HDS y de Dest. Vacío. ADIP/SCG

C-401/TTG

TTG-3

11200 T/D

CATALIZADOR EMPLEADO EN CRAKING CATALÍTICO

El catalizador del proceso es un sólido en forma de polvo fino que es mantenido en suspensión ó en estado fluidizado, por los productos de reacción, por el vapor o por el aire de los recipientes y líneas de transferencia del catalizador. En este estado, el catalizador se comporta como un fluido, lo que permite hacerlo circular entre el reactor y el regenerador.

El aluminosilicato es un mineral que contiene Óxido de Aluminio (Al2O3) y Sílica (SiO2).

Este catalizador tiene tres funciones:

- Promueve la reacción de craqueo.- Transporta el coque del reactor al regenerador para su quemado.- Transporta el calor producido en el regenerador al reactor.

REACCIONES PREDOMINANTES DEL PROCESO:

- CRAQUEO DE PARAFINAS: Esta reacción da lugar a la formación de Olefinas y Naftenos.

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 CH3-CH2-CH2-CH3 + CH4 + CH2=CH-CH2-CH3

VENENOS DEL CATALIZADOR

METALES NÍQUELVANADIOAZUFRE COQUE NITRÓGENO

SÍLICA-ALÚMINA

- CRAQUEO Y DESHIDROGENACIÓN DE NAFTENOS: En esta reacción los naftenos se craquean para formar olefinas.

Cuando se deshidrogenan, forman aromáticos:

- CRAQUEO, DESHIDROGENACIÓN Y ALKILACIÓN DE AROMÁTICOS: Los aromáticos al craquearse forman diferentes alquilo aromáticos y por deshidrogenación se forma el coque.

- REACCIÓN PRESENTE EN EL REGENERADOR:

C + O2 CO ó CO2 + CALOR

SÍLICA-ALÚMINACH2=CH-CH3 + CH3-CH2-CH3

SÍLICA-ALÚMINA

ESTRUCTURA REGENERADOR DEL PROCESO ESTRUCTURA REACTOR DEL PROCESO

HIDROCRAQUEO

Hidrocraqueo o hidrocraking, es el proceso de craqueo del petróleo o sus productos por hidrogenación. Este proceso es realizado en presencia de hidrógeno, que permite obtener productos más ligeros tras su destilación al vacío. El proceso se lleva a cabo por medio de catalizadores bifuncionales, siendo utilizado en la refinería NiMo/CoMo.

La finalidad del hidrocraqueo es convertir hidrocarburos pesados en productos de menor peso molecular procesando entre otros productos no craqueables en FCCU; además que este proceso no produce ningún subproducto de coque o residuo asfáltico, la materia prima se convierte en toda la gama del producto requerido, importante en una situación de disponibilidad limitada del petróleo crudo

VARIABLES OPERACIONALES: Fuertes presiones DE 100 a 200 bar, relación H2/Carga de 4000-8000 scfb(800-1300 Nm3/m3 y temperaturas relativamente bajas 250 a 400 ºC.

HIDRO- CRAQUEO

C: NiMo/CoMo

2000 TMD

NAFTA

AVGO

LGO

DAO

GAS + LPG

KEROSENE

NAFTA

ACEITE NO CONVERTIDO

LAS VENTAJAS DEL USO DE ESTE PROCESO SON LAS SIGUIENTES:

Mejor balance en la producción de gasolina y destilados. Mejor rendimiento en gasolina. Mejoramiento de la calidad y sensibilidad de octano de la gasolina. Producción de cantidades relativamente altas de isobutanos en la fracción de butanos. Se procesan cargas con alto contenido de azufre sin desulfuración previa. En general, el hidrocraqueo puede manejar una gama más amplia de material de alimentación de craqueo

catalítico. También hidrocraqueo es complementaria y no alternativa al proceso de conversión, ARL + ARP, que no pueden ser reciclados a la extinción en el craqueador catalítico, se pueden procesar en el hidrocraqueo.

Cuando la carga tiene un alto contenido parafínico, el hidrógeno impide la formación de HAP (Hidrocarburos aromáticos policíclicos), reduce la formación de alquitrán y previene la acumulación de coque en el catalizador.

Al tratarse de un proceso cerrado, en condiciones de trabajo normales las exposiciones son mínimas.

REACCIONES DEL PROCESO

- PARAFINAS: RH + H2 R’H + R’H

- NAFTENOS:

+ H2 R’H

- AROMÁTICOS:

R

R

CATALIZADORES EMPLEADOS EN LA PLANTA

R’H

CATALIZADORES BIFUNCIONALES

CATALIZADORES CRAQUEANTES: (soporte ácido).

- Amorfo (Al2O3, SiO2/Al2O3)- Amorfo + Zeolita- Zeolita

CATALIZADORES HIDROGENANTES: (metales)

- No nobles (NiMo, W, CO)- Nobles (Pd)

CONFIGURACIONES DE LA PLANTA

Existen dos configuraciones de la planta de hidrocraqueo, estas son:- Una etapa. - De etapas múltiples: Se han desarrollado dos configuraciones de hidrocraqueo de etapa múltiples.

a. Dos etapas.b. De flujo en serie.

- PROCESO DE UNA ETAPA:

Grado de conversión requerido de 60% o menos. La etapa de tratamiento se combina con la reacción de craqueo para que ocurra en un mismo reactor. O cuando se requiera una conversión completa, pero con una reducción limitada en el peso molecular.

- PROCESO ETAPAS MÚLTIPLES:

Se usa si se quiere alta o total conversión. En este, se combaten los efectos del amoníaco y compuestos nitrogenosos sobre el catalizador en el primer reactor, mientras que la reacción de craqueo de da en el segundo reactor.

Esta se subdivide en:

- Dos Etapas - Flujo en serie

ISOMERIZACIÓN

Este proceso se basa en convertir la cadena recta de los hidrocarburos parafínicos, en una cadena ramificada. Se hace sin aumentar o disminuir ninguno de sus componentes. Las parafinas, son hidrocarburos constituidos por cadenas de átomos de carbono, asociados a hidrógeno, que poseen una gran variedad de estructuras, cuando la cadena de átomos es lineal, el compuesto se denomina parafina normal, y si la cadena es ramificada, el compuesto es una isoparafina.

Las isoparafinas tienen un número de octano superior a las parafinas normales, de tal manera, que para mejorar la calidad del producto, se utiliza este proceso en el que las parafinas normales se convierten en isoparafinas, a través de reacciones de isomerización. Esta reacción es promovida por un catalizador de Pt en base alúmina.

ISOMERIZACIÓN

CT: Pt en base alúmina

C5

IC4 60% ALQUILACIÓN

POOL DE MOGAS

C1 y C2SISTEMA DE GAS COMBUSTIBLEn-C4

H2

ALQUILACIÓN 1: 95 T/D

ESFERAS: 822 T/D

ALQUILACIÓN 2: 1158 T/D

PLANTA DE HIDRÓGENOn-C4 LPG

2075 T/D VARIABLES OPERACIONALES:

ADITIVO DEL PROCESO: Se le inyecta percloroetileno (C2Cl4) dosis 100 ppm/carga, con el fin de proteger el catalizador y mantener la función ácida.

VENENOS DEL CATALIZADOR: Mercaptanos, Compuestos oxigenados (1 Kg de O2, desactiva 100 Kg de catalizador), Compuestos nitrogenosos NH3-NH4Cl, H2O-HCl.

REACCIÓN BÁSICA DEL PROCESO:

N-C4 IC4

n-C4 + H2 IC4 + HCl

IMPORTANCIA DEL PROCESO DE ISOMERIZACIÓN:

Pt

C2Cl4

Temperatura °C Presión (Kg/Cm2) Secador 30-40 Reactor 145-180

Secador 4 Reactor 28-35 Torre Estabilizadora 18

Relación Molar Concentración H2/NC4 0,1 a 0,5 C2Cl4 100 ppm

NaOH 10 % p H2O Carga 1 ppm MAX

Debido a la gran demanda de isobutano para alquilación ha ocasionado que muchas plantas no puedan obtener cantidades suficientes y deban proceder a la isomerización del n-butano.

ALQUILACIÓN

El objetivo del proceso de alquilación consiste en hacer reaccionar olefinas livianas, provenientes de la unidad de Craqueo catalítico y de la unidad de Coquificación Retardada, con isobutano en exceso, en presencia de un catalizador, para producir alquilato.

La producción de alquilato, es un producto de alto valor agregado (alto octano y baja presión de vapor), el cual constituye uno de los componentes más importantes en las gasolinas reformuladas.

CATALIZADORES:

Los catalizadores de este proceso requiere una naturaleza ácida fuerte, entre esto se encuentra:

- HF Ácido Fluorhídrico.- H2SO4 Ácido Sulfúrico.

El catalizador utilizado en nuestras plantas es el HF.

ALKILACIÓN- 1 553 T/D

ALKILACIÓN- 2 1571 T/D

ALAY 1571 T/D

CT: HF

PP/BB

IC4

FCCU / DCU

ISOMERIZACIÓN

n-C4 ISOMERIZACIÓN

ALQUILATO (C7 y C8)

C3

NOTA: El Propano-propileno es enviado a PROFALCA, donde se le extrae en propileno y regresan el propano.

Solución Azeotrópica (H2O-Ácido), Polímeros, BSW.

VARIABLES DE PROCESO

- Temperatura de Reacción: 120 °F = 38,88 °C.- Relación Isobutano a Olefina: 10:1.- Concentración del Ácido: 85 – 90%.- Relación Ácido a Hidrocarburo: 1:1 ó 2:1.- Tiempo de contacto: para el HF es entre 5-25 min.- Presión: 250 PSI.

En el proceso de la planta compiten 2 reacciones, alquilación y polimerización.  OLEFINAS + OLEFINAS = POLIMEROS OLEFINAS + ISOBUTANO = ALQUILATO   Para evitar la formación de polímeros en el proceso se acuden a ciertas medidas, de lo contrario obtendremos en nuestro producto formaciones de goma, no deseada, por lo cual se procede a:  

- Diluir carga de olefinas en grandes volúmenes de Isobutano. - Reducir la temperatura del reactor.- Dispersar las olefinas en grandes volúmenes de ácido.

REACCIÓN DEL PROCESO

- Alquilación de propileno: Reacciona Propileno con Isobutano para formar el Iso-heptano (3 metilhexano).

ALKILACIÓN- 1 553 T/D

ALKILACIÓN- 2 1571 T/D

ALAY 1571 T/D

CT: HF

Solución Azeotrópica (H2O-Ácido), Polímeros, BSW.

Nota importante: En el caso de Punto Fijo, Alkilación 1 se alimenta con BB, Alkilación 2 con PP/BB (Cardón) y ALAY con PP/BB (Amuay).

HF

Nota: Debido al alto nivel de corrosividad de la mezcla azeotrópica de H2O y ácido, los equipos en contacto con la nombrada mezcla, son hechos, o recubiertos de Monel, una aleación níquel-cobre, altamente resistente a la corrosividad. De lo contrario, los equipos presentarían serios problemas de seguridad y vida útil.

Propileno

Isobutano Isoheptano3

metilhexano

2 Buteno

Isobutano

Iso-octano2, 2, 4

trimetilpentano.

CH3-CH=CH2 + CH3-CH-CH3 CH3-CH2-CH-CH2-CH2-CH3

- Alquilación de butilenos: El 2 buteno con Isobutano para formar Iso-octano.

CH3-CH2-CH=CH2 + CH3-CH-CH3 CH3-C-CH2-CH-CH3

RIESGOS DE UTILIZAR HF COMO CATALIZADOR EN EL PROCESO:

El Ácido fluorhídrico (HF) en un químico utilizado en las plantas de Alquilación, que participa en la reacción química del isobutano con olefinas, el cual es altamente corrosivo. Este, es importado a través de contenedores o isotanques, vía marítima y es utilizado por PDVSA en Amuay, Cardón, El Palito y Puerto la Cruz.

Características y recomendaciones generales:

El HF es un líquido claro. Forma nubes blancas de olor penetrante, al exponerse a la atmósfera. La administración para la salud y Seguridad Ocupacional (OSHA) recomienda una exposición al ambiente de

trabajo de 3 ppm durante 8 horas de trabajo. El HF, causa quemaduras en la piel al ser absorbido de forma líquida o gaseosa.

CH3 CH3

HF

CH3 CH3

CH3

CH3

PRODUCTOS DESEADOS según las especificaciones: Propano, Isobutano, n-butano, ALQUILATO FULL RANGE (FR), ES LA PRODUCCIÓN TERMINADA Y PRINCIPAL DEL PROCESO, Avigas, utilizado como gasolina de aviación (motores de pistón), Insectol.

Al ser inhalado en altas concentraciones causa inflamación y congestión pulmonar, que pueden ser fatales. Se recomienda respetar las zonas ácidas, las cuales están demarcadas por líneas amarillas. Se recomienda usar los detectores electrónicos portátiles o las bombas de fuelle, tal como se muestra a

continuación. Además las áreas disponen de analizadores de ambientes provistos de alarmas audibles y visibles en el panel de control, con el fin de que los operadores tomen las acciones pertinentes según el caso.

HIDROPROCESOS

El término hidrotratamiento es utilizado en la industria petrolera y otras para distintos tratamientos con el hidrógeno, H2.). Se trata normalmente de reacciones de hidrogenación utilizando hidrógeno sobre mezclas de sustancias, generalmente complejas. En las que se da la remoción de metales, junto con la eliminación de azufre, oxígeno y nitrógeno, lo cual es necesario debido a que estos son venenos para los catalizadores.

Los catalizadores utlizados en el proceso son: NiMo/CoMo (NíquelMolibdeno/CobaltoMolibdeno), sobre base alúmina.

Nota: El porcentaje de azufre promedio en una carga a HDS está por el orden de 1.4% y el promedio de salida es 0.5%.

380 °C

HDS 5000 T/D

CT: NiMo/CoMo

VGODEST. VACÍO

H2PLANTA DE HIDRÓGENO

GAS ÁCIDO

VGO DESULFURADO

ADIP

FCCUGASOIL LIVIANO/PESADO

DCU

GASOIL LIVIANODEST. ATMOSFÉRICA

NAFTA PESADADCU

C5+FRACCIONADORA Ó ESTABILIZADORA DE NAFTA

LAS REACCIONES DE HIDROPROCESOS SON:

• REMOCIÓN DE AZUFRE (HIDRODESULFURACION) = HDS

- HIDROGENACIÓN DE OLEFINAS: Generalmente, en las fracciones de petróleo están presente trazas de olefinas, sin embargo,

380 °C

HDS 5000 T/D

CT: NiMo/CoMo

H2PLANTA DE HIDRÓGENO

en fracciones que han sido sometidas a proceso de craqueo, pueden ontener altas cantidades de olefinas. Por ejemplo, aceites de reciclos de cracking catalítico (ARL) usualmente contienen 10% en peso de olefinas (principalmente mono-olefinas).La reacción de hidrogenación de olefinas es la siguiente:

CH2=CH2 + H2 CH-CH

• REMOCION DE NITROGENO (HIDRODESNITROGENACION) = HDN

R-N2 + H2 R-H2 + NH3

Los compuestos de nitrógeno están presentes en aprox. 1200 ppm casi exclusivamente en forma de compuestos de anillos. La desnitrogenación es más difícil de alcanzar que la hidrodesulfuración.

La HDN ha sido el centro de atención de las reacciones de HDT, dado a que la eliminación del nitrógeno es determinante en alcanzar las especificaciones requeridas en el contenido de Azufre, debido a que los compuestos con Nitrógeno inhiben las reacciones tipo HDS, ya que éstos se adsorben en los catalizadores.

• REMOCION DE OXIGENO (HIDRODESOXIGENACION) = HDO

R-OOH + H2 R-H2 + H2O

Los compuestos orgánicos de oxígeno presentes en mayor proporción son fenoles y éteres, y en menor proporción se encuentran los heterociclos. Esta es una reacción relativamente fácil por lo que se eliminan estos compuestos casi totalmente.

• REMOCION DE METALES (HIDRODESMETALIZACION) = HDM: Estos compuestos se encuentran como estructuras tipo porfirina y no porfirinas. La remoción de metales es casi completa cuando la temperatura de reacción es mayor que 315 °C.

• REACCIÓN DE HIDROCRAQUEO:

RC-CR’ + H2 RCH3 + R’CH3

PLATFORMER

Se refiere al proceso donde la gasolina o la nafta con bajo octanaje y gran cantidad de hidrocarburos, con cadenas largas y rectas, son tratados para mejorar el número de octano y su punto de ignición.

Entre las características principales se tiene:

• Proceso altamente endotérmico del orden de 600-1200 Kj/Kg de carga tratada.

• Reactores adiabáticos en serie para reparto de calor necesario para la transformación global.

• Proceso para la producción de hidrógeno en refinería y de BTX (Benceno, Tolueno y Xileno) productos de alto valor petroquímico.

H H

H H

PLATFORMER

PLT:

5300 T/D

NAFTA HIDROTRATADA

C3: 30 T/D ALMACENAJE

VARIABLES OPERACIONALES:

GENERAL SEMI-REGENERATIVO CICLOS REGENERATIVOS

REGENERATIVO

PRESIÓN (106 Pa) 0,7-4.0 1,5-2,5 0,7-1.5 1Ti / Tf °C 480-550 510-540 510-540 510-540H2/HC’s 3-10 5-6 4-5 3-4

LHSV (h-1) 1-4 2-3,5 3,5-4 1,5-4

CATALIZADOR:

- Platino: 0,22%- Renio: 0,44%

LOS CATALIZADORES EN ESTE PROCESO SE CARACTERIZAN POR POSEER:

Un soporte ácido. Noción de selectividad. Platino depositado.

PLATFORMER

PLT:

5300 T/D

H2H2: 370 T/D

REFORMADO/ ESTABILIZADO:

4800 T/D

C4: 64 T/D ALMACENAJE

SGC, Hidroprocesos, Mechurrio.

POOL DE GASOLINA

NHT

- La función metálica es proporcionada por el Platino (Pt), combinado por otro metal en los bimetálicos, este tiene actividad deshidrogenante muy superior a la de otros elementos.

- Soporte ácido que favorece la isomerización y controla el hidrocraqueo. Puede estar constituido por una sílica-alúmina adicionada de sílice, o por una alúmina con un compuesto halogenado: Cloruro o Fluoruro, mezclados o solos.

CATALIZADORES BIMETÁLICOS:

Pt-Re, Pt-Sn, Pt-Ge, Pt-Ir soportados sobre g-Al2O3-Cl.

- Fase metálica: deshidrogenante-hidrogenante.

- Fase ácida del soporte: isomerizante.

REACCIONES PRINCIPALES DEL PROCESO:

+ 3H2

Propiedades de los catalizadores bimetálicos:

Mayor actividad y selectividad. Mayor estabilidad. Resistentes a venenos y coque.

DESHIDROGENACIÓN DE NAFTENOS EN AROMÁTICOS

∆H = +210 Kj/mol

+ H2

+ 3H2

+ 4H2

DESHIDROGENACIÓN DE PARAFINAS EN

OLEFINAS ∆H = +120 Kj/mol

DESHIDROISOMERIZACIÓN DE NAFTENOS EN AROMÁTICOS

DESHIDROCICLIZACIÓN DE PARAFINAS A

AROMÁTICOS ∆H = +250 Kj/mol

ISOMERIZACIÓN DE PARAFINA LINEAL A RAMIFICADA ∆H = -10 a -20 Kj/mol

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 + H2 CH4 + CH3-CH2-CH3 + CH3-CH2-CH3

HIDROCRAQUEO

Las unidades de reformado catalítico constan generalmente de tres secciones fundamentales:

Desulfuradora de nafta. Reformado catalítico propiamente dicho. Estabilización y fraccionamiento.

LA REFORMACIÓN CATALÍTICA ES MÁS EFICIENTE QUE LA TÉRMICA:

Existen mejores rendimientos. Mayor control del proceso.

R. TÉRMICA R. CATALÍTICA

Requiere altas temperaturas

Requiere bajas temperaturas

Largos tiempos de reacción

Tiempos cortos de reacción

Poca posibilidad de regenerar el catalizador

Altos rendimientos y selectividades

Menores costos Mayores costos

Requiere Altas presiones Requiere bajas presiones

- DESULFURADORA DE NAFTA: Tiene como objetivo eliminar el azufre y nitrógeno de la nafta pesada.

- REFORMADO CATALÍTICO: Es un proceso altamente endotérmico. Se lleva a cabo en varios reactores en serie entre los que hay intercalados hornos de recalentamiento.

- ESTABILIZACIÓN Y FRACCIONAMIENTO: El producto líquido se estabiliza en una columna dirigida a dicho efecto.

FLEXICOQUER

El proceso de Flexicoquer está basado en la desintegración térmica severa (coquización) que convierte la fracción más pesada del crudo (fondo de vacío) en productos de mayor valor comercial (gases, olefinas, naftas, gasóleos, lechada y coque). A diferencia de otros procesos de coquización, el Flexicoquer se gasifica entre 82-92% en peso del coque producto del craqueo térmico, obteniéndose un gas de bajo poder calorífico (Flexigas). También puede procesar residuales pesados de vacío para su transformación en combustible de bajo azufre para la obtención de cortes de naftas y destilados.

Estos residuos de vacío son las alimentaciones más comunes a estas plantas en vista del bajo consumo y precio del residual.

FLEXICOQUER

FKAY: 64,0 MBDO

FONDO DE VACÍO/ RESIDUO CORTO

FLEXIGAS 22%

GAS DE REFINERÍA 10%

PROPILENO 2%

BUTANO 3%

NAFTA LIVIANA 4%

NAFTA PESADA 8%

GASOIL LIVIANO 13%

HORNOS- CALDERAS

MEROX-ALQUILACIÓN

MEROX-HSBD-ALK

MEROX-MOGAS

HDT

HDT-DIESEL

S.G.C

REACCIONES QUÍMICA DEL PROCESO

Combustión de monóxido de carbono:2CO + O2 2CO2

Hidrólisis del sulfuro de carbonilo y conversión del sulfuro de hidrógeno:COS + H2O H2S + CO2

DESINEGRACIÓN TÉRMICA SIN CATALIZADORES

SATURADOS Saturados + No Saturados + GasesNO SATURADOS Radicales Libres No Saturados

RADICALES LIBRES NO SATURADOS Hc de Menor P.M + Aromáticos.

REACCIONES QUÍMICAS DEL DESGASIFICADOR

1) 3C + 2O2 CO2 + 2CO 155 Kcal (Exotérmica) (Reacción de Combustión).2) 2CO + O2 2CO2 136 Kcal (Exotérmica)(Reacción de Combustión).3) 2C + CO2 2CO 39 Kcal (Endotérmica) (Reacción de Boudouard).

FLEXICOQUER

FKAY: 64,0 MBDO

FONDO DE VACÍO/ RESIDUO CORTO

GASOIL LIVIANO 13%

Reacción de cambio de agua-gas:CO + H2O CO2 + H2

Combustión de Hidrógeno:2H2 + O2 2H2O

4) C + H2O CO + H2 39,3 Kcal (Endotérmica) (Gasificación de Vapor)5) CO + H2O CO2 + H2 0,3 Kcal (Exotérmicas) (Reacción de cambio agua-gas).

.- Bajas temperaturas favorecen la conversión de CO.

.- La velocidad de la reacción aumenta con la tmperatura.6) S + H2 H2S7) H2S + CO2 COS + H2O8) COS + H2 H2S + CO (Conversión de sulfuro de Hidrógeno e hidrólisis del sulfuro de carbonilo).

PLANTA RECUPERADORA DE AZÚFRE. -PRA-

El proceso de recuperación de azufre aplicado, está basado en la combustión parcial de sulfuro de hidrógeno en relación al flujo de aire controlado, el cual se mantiene automáticamente en la cantidad correcta para obtener la oxidación completa de todos los hidrocarburos y amoníaco presente en la carga de gas ácido y gas agrio.

CATALIZADORES: Primer y segundo reactor: Bauxita o Alúmina Activada. Tercer Reactor: Fe2O3, que se emplea ara oxidar el H2S.

VARIABLES DE PROCESO:

Relación aire/gas: 2:1 Aire de barrido: 150 °C

Nota: El azufre sale de las trampas a una temperatura aproximadamente de 170 °C y en el desgasificador se mantiene en 145 °C

En el incinerador se quema el H2S que no reaccionó y lo convierte en SO2.

RECUPERADORA DE AZUFRE

PRA-1

PRA-2

REACCIÓNES DEL PROCESO

H2S + 3/2 O2 + Calor SO2 + H2O

Primera reacción de combustión: (1400°C/1800°F).

Segunda reacción: Reacción del H2S con el SO2 para formar S (Reacción Clauss):

2H2S + SO2 3S + 2H2O + Calor

Tercera reacción Super Clauss:

H2S + ½ O2 S + H2O + Calor

Estas reacciones son Exotérmicas y la relación Aire/gas debe mantenerse en 2:1

COMPOSICIÓN DE LA CARGA

GAS AGRIO DE LA DESPOJADORA DE AGUAS AGRIAS:

RECUPERADORA DE AZUFRE

PRA-1

PRA-2

GAS ÁCIDO 136,5 T/D

AGUAS AGRIAS 80,5 T/D

ADIP ATU PG-3

DAA/1 DAA/2

H2S

Azufre

INCINERADOR/ MECHURRIO

SO2

HORNO MUFLA: Quema el H2S para formar SO2, necesario para la reacción Clauss.

PRESIÓN 0,83 BargTEMPERATURA 82 °C

COMPOSICIÓN (% PESO)

H2O 21.0H2S 51.2NH3 25.8CO2 --HC’s 2.0

GAS ÁCIDO DE LAS TRATADORAS DE AMINA

COMPOSICIÓN (% PESO)

HC’s 0H2O 3.5H2S 91.3NH3 --CO2 3.2

HxCy + (y + x/2 2) O2 + Calor y CO2 + x/2 H2ONH3 + (x + 3/4 O2) NOx + 3/2 H2O

PRESIÓN 0.83 bargTEMPERATURA 49 °C

IMPACTO AMBIENTAL

Debido al alto riesgo que representa el Sulfuro de Hidrógeno, y para prevenir la contaminación ambiental, la unidad cuenta con diferentes sistemas de tratamiento de los efluentes líquidos, especialmente diseñados para este tipo de unidad. Estos sistemas de tratamiento permiten cumplir con la narrativa vigente.

Durante los períodos de parada, mantenimiento o durante problemas operacionales de la unidad, se originan gases tóxicos y combustibles que no pueden ser venteados directamente a la atmósfera, debido a las restricciones ambientales de seguridad. Estas emisiones (alivios y venteos), generados en equipos y líneas de la unidad, son recolectados y enviados al mechurrio ácido de la refinería.

COQUIFICACIÓN RETARDADA. DCU

La finalidad de la planta de coquificación retardad, es conseguir mediante el craqueo térmico de residuos cortos de alto vacío, productos de alto valor comercial. Se le denomina retardada debido a que se quiere el craqueo y el retraso de la formación de coque. Es un proceso térmico en el cual el hidrocarburo pesado se calienta a alta velocidad en un horno y se envía a una zona de reacción (tambores de coque), donde bajo condiciones apropiadas de presión y temperatura se craquea térmicamente convirtiéndose en productos de mayor valor comercial.

VARIABLES DE PROCESO:

Temperatura entre 920 a 930°F (493,33–498,89°C) Presión entre 45 a 60 psig (410,18–513,24 kPa) Tiempo de coquizado Anchura del horno Tipo del Carbón Contenido de Humedad Finura de su división

DCU

60,0 MBDO

GAS HÚMEDO

Nota: El tiempo de residencia del contenido en los tubos del horno es corto para “retardar” la coquificación, para obtener el coque en los tambores.

REACCIONES QUÍMICAS DEL PROCESO

- MECANISMO DE CRAQUEO TÉRMICO: Los radicales libres de hidrocarburo, se forman por escisión homolítica de primer orden, de un enlace carbono-carbono o de un enlace carbono-hidrógeno.

CH3 - CH2 - CH3 CH3 - CH2h+ CH3h

Un radical libre puede reaccionar con un hidrocarburo, extrayendo un átomo de hidrógeno, para producir un radical libre de ese hidrocarburo y un nuevo hidrocarburo correspondiente al radical libre original:

CH3h+ R - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH3 CH4 + R - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CHh- CH2 - CH3

Un radical libre secundario, puede experimentar una escisión beta para producir una olefina alfa y un radical libre primario:

DCU

60,0 MBDO

RESIDUO CORTO

LODOSO

ASFALTO

Alto Vacío-1/2/3

CCU

PDA-1/2

C3

NAFTA LIVIANA

NAFTA PESADA

GASÓLEO LIVIANO

GASÓLEO PESADO

COQUE

C4 CCU

HDT

Los radicales libres primarios que son lo suficientemente largos, pueden enrollarse y extraer un átomo de hidrógeno para formar radicales libres internos.

COMPLEJO DE LUBRICANTES

El objetivo de este complejo es producir varias gamas de lubricantes conocidos y usados como lubricantes para motores, lubricantes para transmisión industrial y marina, y en aceite de procesos. Estos lubricantes son fracciones del petróleo con un punto de ebullición de 343/705 °C, los lubricantes obtenidos del complejo de lubricantes están nombrados como parafínicos y nafténicos la cual se diferencia por:

R - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH- CH2 - CH3

R - CH2 - CH2 - CH2+ CH2 = CH - CH2 - CH3

R - CH2 - CH2 - CH2 R - CH2+ CH2 = CH2

CH2

R - CH2

- CH2

CH2

CH2

CH2

R - CH2 - CH- CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH3

PARAFÍNICOS:

Alto índice de viscosidad.

Alta estabilidad térmica y oxidativa

Baja volatilidad

Alto punto de fluidez

NAFTÉNICOS:

Índice de viscosidad de mediano a bajo

Baja estabilidad térmica

Bajo punto de fluidez

El Complejo Lubricante,

está compuesto por las siguientes unidades:

- D. Atmosférica.- Alto Vacío.- Unidad de Desafaltación (PDA-1/PDA-2)

-OH

- Unidad de Desaromatización (FEU)- Unidad de Desparafinación (MDU)

SOLVENTES PARA LA EXTRACCIÓN DE AROMÁTICOS:

PROCESOS CONVENCIONALES EN EL COMPLEJO LUBRICANTES

O

-CHO

FULFURAL

NCH3

=O

N-METIL-PIRROLIDONA NMPFENOL

DESASLFALTACIÓN:

VARIABLES OPERACIONALES PDA:

TEMPERATURA: 40-80 °C RELACIÓN C3H8/CARGA: 2.6:1 PRESIÓN 30-34 Kg/cm2

Carbon Conradson 2.0 %

Punto de inflamación 540 °F (280 °C)

Viscosidad 32 -36 cSt (a 100 °C)

Color ASTM < 6

ASFALTENOS: Son estructuras complejas con masas molares de gran magnitud, y los identificamos en residuos largos y residuos corto. Se han definido operacionalmente dos términos para clasificarlas: ASFALTENOS Y RESINAS. Los asfaltenos compuestos poliaromáticos conectados por cadenas saturadas, sus masas molares están entre 1000 y 100000, mientras que las resinas son polímeros entre 500 y 1000.

DESAROMATIZACIÓN:

Es un proceso de extracción con solventes que tiene como objetivo disminuir las heteromoléculas y aromáticos de alto peso molecular, azufre y nitrógeno, presentes en los destilados lubricantes y DAO, y mejorar las viscosidades. La fracción no extraída (refinado) contiene hidrocarburos saturados en mayor proporción y es el producto valioso, mientras que la fracción extraída (extracto) contiene los aromáticos y heteroátomos y es un subproducto en todas las plantas de lubricantes.

DESPARAFINACIÓN:

Es un proceso de extracción, en el cual se pone en contacto el refinado parafínico con un solvente precipitante de parafinas de alto peso molecular. La precipitación de estas parafinas se promueve por cristalización a bajas temperaturas y posterior filtración. Mediante este proceso se disminuye el punto de fluidez del refinado parafínico.

PLANTA DE HIDRÓGENO

El objetivo de dicha planta es producir Hidrógeno (H2) a partir de gas natural, obteniendo una pureza de 95% en volumen. La producción de hidrógeno se realiza a través del proceso de descomposición catalítica de una mezcla de gas natural y vapor, en presencia de un catalizador de Níquel sobre alúmina, cuya reacción es llevada a cabo en el interior de los tubos de un horno reformador.

Etapas del proceso:

- Etapa 1: Es de conversión del CO mediante convertidores de alta temperatura, en presencia de un catalizador de Óxido de Hierro activado con Cromo.

- Etapa 2: Es de extracción del CO2, mediante un proceso de absorción simultáneo.

- Etapa 3: Es de metanación, en la cual se hace reaccionar el CO2 con H2 sobre un catalizador a base de Níquel para convertirlos en CH4.

REACCIONES QUÍMICAS DEL PROCESO

ELIMINACIÓN DEL AZUFRE EN LAS CÁMARAS DE CARBÓN:Fe2O3 + 3H2S Fe2S3 + 3H2O

REACCIONES DE REFORMACIÓN:

CH4 + H2O 3H2O + CO2CH4 + H2O 3H2O + CO

CO + H2O H2 + CO2

Planta hidrógeno

5100 T/D

VAPOR

GAS NATURAL CH4

H2

HDS

HDT-1

HDM

PLATFORMER

ISOMERIZACIÓN

CH4 2H4 + CCO + H2O H2O + C

CO2 + 2H2 2H2O + C2CO CO2 + C

FUNCIONES DE ALGUNOS EQUIPOR PRESENTES EN EL PROCESO:

- CÁMARA DE CARBÓN: atrapar el H2S presente en el CH4 y bajarlo de 10 ppm a 1 ppm.- CÁMARA DE ZN: atrapar el H2S presente en el CH4 y bajarlo de 1 ppm a 0,1 ppm.- HORNO REFORMADOR: llevar a cabo las reacciones entre el Vapor y el CH4 para formar H2 en presencia

de un catalizador de Ni en base alúmina.- CONVERTIDOR DE ALTA TEMPERATURA: convertir el CO en CO2 para formar H2, en presencia de un

catalizador de óxido de hierro tratado con cromo, bajar la concentración de 10% a 1.5%.- CONVERTIDOR DE BAJA TEMPERATURA: convertir el CO en CO2 para formar H2, en presencia de un

catalizador de óxido de hierro tratado con cromo, bajar la concentración de 1.5% a 0.1%.

PRODUCTOS OXIGENADOS

MTBE(metil-ter-butil-éter) Y TAME (ter-amil-metil-éter)

La conversión de isobutilenos e isoamilenos a MTBE y TAME, respectivamente, representa una mejora significativa tanto en el octanaje como el RVP de las gasolinas, lo que aunado a la baja inversión requerida y a su alta rentabilidad, los convierten en procesos sumamente atractivos de mejoramiento de octano-barril.

El MTBE (metil-ter-butil-éter) es un producto de alto octanaje proveniente de la reacción del metanol con el isobutileno presente en la corriente de butanos-butilenos de la unidad de desintegración catalítica, no tóxico, no contaminante, características que le confieren ventajas comparativas como agente de mezcla de las gasolinas frente a aditivos que contienen plomo. La reacción ocurre en fase líquida o gas /líquida en un reactor conteniendo una

resina intercambio de iones acídico como catalizador. Como alternativa se puede usar acido sulfúrico. Esta reacción es exotérmica.

VARIABLES OPERACIONALES:

RELACIÓN METANOL/ISOBUTILENO: esta se mantiene bajo (1:1) en el reactor. TEMPERATURA: 50-90°C. PRESION: 20 bar.

PRODUCTOS OXIGENADOS

MTBE (metil-ter-butil-éter) Y TAME (ter-amil-metil-éter)

El TAME (ter-amil-metil-éter) es un producto de alto octanaje proveniente de la reacción de metanol con isoamilenos presentes en la gasolina liviana de la unidad de craqueo catalítico.

Planta MTBE

933 T/D

1,7 MBDO

BB

C3OH

DCU/CCU/PG-2

MTBE

GAS FLARE

C4

REACCIÓN PRESENTE EN EL PROCESO

PROPIEDADES DE LAS MEZCLAS:

Las más recientes leyes aprobadas por la EPA señalan que el MTBE sólo puede ser mezclado hasta un máximo de 15% en volumen, lo cual equivale aprox. A un 2.7% en peso de oxígeno en la gasolina. SI se produce TAME como MTBE la mezcla de éteres debe cumplir un máximo de 2% en peso de oxigeno en la gasolina, ó 12% en volumen de éteres.

AQUACONVERSIÓN

Es una tecnología térmica catalítica de conversión con vapor, que no requiere una fuente de hidrógeno o equipos de alta presión el cual no produce sólidos como el coque. Este proceso mejora notablemente las propiedades d elos

crudos pesados y extrapesados, pudiendo aplicarse a bocas de pozo para facilitar el transporte del crudo, ahorrando diluyente, y como alternativa superior a la viscorreducción.

Utiliza catalizadores como Níquel o Potasio para transferir hidrógeno a la carga pesada a partir de la disociación catalítica del agua a bajas presiones

REACCIONES DEL PROCESO:

- CRAQUEO TÉRMICO MODERADO:

ACQUA CONVERTION

CRUDO EXTRAPESADO °API (10)

CRUDO MEJORADO °API (15-17)

- DISOCIACIÓN DEL AGUA:

- ADICIÓN DEL HIDRÓGENO:

- OXIDACIÓN PARCIAL DE HIDROCARBUROS:

HDH PLUS

Es un proceso catalítico para la conversión profunda de residuos atmosféricos de vacío, el proceso es capaz de convertir prácticamente cualquier tipo de alimentación sin limitaciones en el contenido de metales, carbón conradson y asfaltenos. Las características del proceso son:

- Alta conversión (92%).- Alto rendimiento de productos líquidos (105% v/v).- Uso de un catalizador muy económico.- Temperatura y presión moderada.- Operación muy estable de reactor de lecho suspendido.- Residuo no convertido (en forma de escamas) a ser utilizado como combustible.- Amigable con el medio ambiente. Todos los subproductos tienen un uso bien definido.

El consumo total de Hidrógeno para procesar este crudo fue de 3.0% en peso.

HDH PLUSRESIDUO CORTO

Alto Vacío

H2

NAFTA 20.22%

DIESEL 57.42%

VGO 17.42%

Componentes de Combustibles

(Fuel – Oil) 4.93%

El residuo de la Hidrogenación obtenido del Separador caliente a altas presiones, puede ser usado para obtener componentes de combustible muy estables con un contenido del 1.9% en Azufre.

Procesamiento de residuos pesados en refinerías existentes para destruir residuales y obtener altos rendimientos de productos limpios de alto valor.

Mejoramiento de crudos pesados para producir un crudo sintético de alta calidad o productos combustibles que cumplan las especificaciones del mercado.

Las variables principales del proceso son la Velocidad espacial y la Temperatura, que determinan principalmente la conversión, distribución y el tamaño de la partícula del soporte, que junto a la velocidad lineal del gas en el

reactor determinan la Fluido-dinámica del Proceso.