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Predicción de desulfuración en un Reactor catalítico

Ernesto Mouronte

Control Avanzado C.I. A Coruña

26 de Enero de 2005

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• Optimización

• Monitorización

Introducción:

• Control

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Indicadores de calidad:

• Analizadores en línea

• Baja frecuencia de muestreo

• Retraso

• Inferencias

• Alta frecuencia de muestreo

• Adelanto

• Análisis de laboratorio

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Proceso:

H2

LCO FCCDO

O

GO Atm.BT

M

DS

NP GO CoqueA

SH2

Productos

H2

SP R A

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Longitud m 20Diámetro m 3.6

DimensionesPresión atm 72Temperatura ºC 420

Condiciones de diseño

Lecho 1 2 3Capacidad m3 24 48 88Altura m 2,45 4,75 8,7% 15 30 55

Reactor:

10 TERMOPOZOS, con 3 termopares cada unoTemperatura de entrada y salida del reactor

Tent

Tsal

Presión en el reactor

Pres

Riqueza de Hidrógeno

%H2

Densidad% AzufreÍndice de Bromo

Densidad

ppm de AzufreC

arga

(D

iario

)

Pro

duct

o (c

ada

8 ho

ras)

Aná

lisis

de

labo

rato

rio

Densidad% AzufreÍndice de Bromo

Densidad

ppm de AzufreC

arga

(D

iario

)

Pro

duct

o (c

ada

8 ho

ras)

Aná

lisis

de

labo

rato

rio

Densidad% AzufreÍndice de Bromo

Densidad

ppm de AzufreC

arga

(D

iario

)

Pro

duct

o (c

ada

8 ho

ras)

Aná

lisis

de

labo

rato

rio

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Tipos de reacciones que tienen lugar:

Hidrotratamiento Hidrogenación Hidrocraqueo

Eliminación de impurezas y adición

de hidrógeno

HDS HDN

Rotura de moléculas grandes de

hidrocarburos y apertura de anillos

(rotura de enlaces C-C)

HDC

Adición de H2 a hidrocarburos no

saturados (Diolefinas, Olefinas y aromáticos)

HDAHDO

HDDO

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Reacciones de Hidrodesulfuración (HDS):

... Di y Tri Alquil Dibenzotiofeno, (4,6 DMDBT) ...

+ H2S

S

+ 2H2Dibenzotiofeno (DBT)

Disulfuros R-S-S-R’ + 3H2 R-H + R’-H + 2H2S

Sulfuros R-S-R’ + 2H2 R-H + R’-H + H2S

Mercaptanos R-SH + H2 R-H + H2S

S

+ 4H2 C4H10 + H2STiofeno

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TemperaturaPresión parcial

Tiempo de residencia

Calor de reacción Kcal/mol

Hidrogenación de Olefinas y Diolefinas (HDDO y HDO)

+ +++ o -28

Hidrodesulfuración (HDS) + ++ oo -12

Desnitrificación (HDN) - + ooo -10

Hidrogenación de aromáticos (HDA) - + oooo -36

Hidrocraqueo (HDC) ++ + oooo -5

Características de los reactivos:

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0

200

400

600

800

1000

1200

320 330 340 350 360 370 380 390

T (ºC)

S (

pp

m)

S=KTb

Inferencia actual:

PROCESOCONTROLADOR

CMP

ESTIMADORINFERENCIAL

ANÁLISISLABORATORIO

ppm S requeridas+

-

PERTURBACIONESCalidad CargaEnvejecimiento

VARIABLES

PRIMARIAS

Inferencia ppm S

ppm S reales

ppm S medidasS=KTb

0

10

20

30

40

50

60

70

80

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Análisis de datos:

6-Oct 25-Nov 14-Jan 4-Mar 23-Apr 12-Jun 1-Aug 20-Sep 9-Nov

S Carga DT1 DT2

6-Oct 25-Nov 14-Jan 4-Mar 23-Apr 12-Jun 1-Aug 20-Sep 9-Nov

S Carga DT1 DT2 10 per. media móvil (S Carga) 10 per. media móvil (DT1) 10 per. media móvil (DT2)