2.1 histricamente Cules fueron las causas del desarrollo de la desintegracin de corrientes de hidrocarburos pesados?El aumento del uso del automvil consumo la disponibilidad de gasolina natural. Consideraciones complejas de suministro y distribucin junto con crisis energticas recurrentes obligaron a las compaas a incrementar los rendimientos a gasolina a partir de los productos del petrleo menos valiosos. La segunda guerra mundial es otra causa. 2.2.- en qu consiste la desintegracin trmica de hidrocarburos? Desintegracin trmica: (Thermal cracking). Proceso utilizado originalmente para la produccin de gasolinas y destilados ligeros; actualmente usado para la reduccin de viscosidad de fracciones residuales o para la produccin de coque. Se llama t mn rmica debido a que la carga se somete a temperaturas elevadas de 455o C y presiones arriba de la atmosfrica. Como en el caso de la desintegracin cataltica los productos contienen hidrocarburos olefnicos2.3 Por qu es indispensable controlar las condiciones de operacin de desintegracin trmica?. Si el proceso se lleva a temperatutas y tiempos de residencia suficientemente altas los gasleos y residuos se convierten en gases y coque completamente,2.4 desde el punto de vista de la qumica en qu consiste la desintegracin trmica de los hidrocarburos y cules son sus productos?Proceso de transformacin de los hidrocarburos que pone en juego la temperatura como agente de activacin, consiste en la ruptura de molculas bajo la nica influencia de temperatura seguida de otras rupturas o recombinaciones parciales de los grupos formados inicialmente. Con este proceso se alcanzan todos los cortes de hidrocarburos susceptibles de fabricarse en una refinera. Productos voltiles destilables, componentes aromticos de alta polaridad.2.5 dentro de la complejidad de las reacciones de desintegracin trmica, en forma general: mencione las principales tendencias de este proceso.1. las reacciones trmicas de los constituyentes del petrleo crudo dar lugar a la formacin de productos voltiles destilables.2. las reacciones trmicas de los constituyentes del oetro tambin dan lugar a la formacin de componentes del alto peso molecular y componentes aromticos de alta polaridad.3. una vez que la concentracin de los materiales de alto peso molecular y polaridad llega a una concentracin crtica, ocurre una separacin de fases formndose una fase liquida, densa y aromtica, la cual es precursora del coque.

2.6 mencione tres procesos de refinacin cuyo fundamento es la desintegracin trmica y cules son las caractersticas que lo constituyen.Reduccin de viscocidadCalentamiento moderado (880-920F) a 50-200 psigReduce viscosidad de combustleo y residuos.Conversiones bajas (10%)

Coquizacin retardada (delayed coking)Calentamiento moderado (900-960)Extraccin hidrulica de coqueRendimiento de 30% a 450 C

Coquizacin fluidizadaCalentamiento severo (900-1050) a 10psigCama fuidizada con vapor de calentamiento.Rendimeintos altos en productos ligeros

2.7 Qu es el coque?El coque es un material carbonceo con un contenido bajo de hidrgeno. Este material contiene algunos hidrocarburos de alto peso molecular que son producto de reacciones incompletas de carbonizacin.2.8 Defina los siguientes tipos de coque: Coque esponja, coque bala, coque aguja, coque verde.Coque esponja:El coque que se produce en el proceso de coquizacin retardada, es un conjunto de slidos de diferente tamao, desde polvo hasta pedazos de 50 cm, llamado coque esponja.Coque bala:El coque bala se caracteriza por la formacin de agrupamientos de grnulos (pellets) del tamao de las balas. Su produccin ocurre durante una operacin descontrolada cuando la carga es sumamente pesada con altos contenidos de azufre. Los agrupamientos pueden crecer hasta ser mayores de 30 cm , lo cual provoca taponamientos en la unidad coquizadora.Coque aguja:El coque tipo aguja deriva su nombre de su estructura cristalina microscpica. Se produce a partir de cargas aromticas (por ejemplo los aceites cclicos de FCC). El coque aguja se prefiere sobre el esponja en la elaboracin de electrodos.Coque verde:Al coque de petrleo producido durante el proceso de coquizacin se le conoce como coque verde el cual es usado como combustible, sin embargo este uso ha disminuido debido a su alto contenido de contaminantes, principalmente azufre y metales.2.9 Uno de los usos del coque derivado de los procesos de desintegracin trmica es como combustible. Por qu est limitado este uso cuando los gasleos que los producen provienen de crudos pesados?Est limitado debido a su alto contenido de contaminantes, principalmente azufre y metales.2.10 Defina en forma general al proceso de coquizacion retardada?R.- Es un proceso semi-continuo en el cual la carga pre-calentada hasta la temperatura de desintegracin se transfiere a un gran recipiente mojado, el reactor, que provee el tiempo de residencia necesario para que las reacciones de desintegracin procedan hasta su terminacin.El proceso requiere tiempos de reaccion grandes y en fase lquida para convertir a los hidrocarburos residuales a gases, destilados y coque.Las reacciones de condensacin elevan la composicin del coque aromtico producido, tambin tienden a retener azufre, nitrgeno y metales en el mismo.2.11- En que consiste la denominacin de "retardo" en la coquizacion retardada?R.- La denominacin retardo en el proceso de coquizacion retardada es porque se requiere primero el craqueo y retardar la coquizacion. La.mezcla de lquido y vapor se bombea desde el calentador a uno o mas tambores de coque donde el material caliente permance aproximadamente 24 horas (Retardo) a bajas presiones hasta que se descompone en productos mas ligeros.2.12- Cuales son los objetivos de alimentar la carga a la zona del fondo de la fraccionadora?R.- De que los vapores calientes del domo del reactor que se introducen a la columna en esta zona, sean apagados (quench) por la alimentacin lquida fria, previniendo asi la . formacin de coque en la columna y simultneamente condensando una parte de los fondos pesados los cuales se recirculan al reactor para aumentar los rendimientos a productos (recirculacion interna).* Adems en esta zona, se vaporiza cualquier material ligero en la alimentacin,permitiendo su ascenso hacia los platos superiores (rectificacin).2.13 Cmo se logra que los hidrocarburos no se desintegren en el horno de calentamiento de la carga a pesar de que la temperatura de salida es superior a la temperatura de colmal?Los fondos de la columna fraccionadora, incluida la corriente de re-circulacin (interna) de producto pesado, se calientan en un horno de fuego directo cuya temperatura de salida est entre 480 y 515 C (895-960 F). El horno de calentamiento est diseado para elevar la temperatura de los residuos pesados arriba del punto de coquizacin sin una formacin de coque en los tubos de calentamiento. Lo anterior requiere altas velocidades de flujo, es decir, un tiempo mnimo de contacto. Un tanque de coquizacin aislado (el reactor) en el efluente del horno proporciona un tiempo suficiente para la coquizacin antes de continuar con el proceso.

2.14 explique brevemente en que consiste el funcionamiento cclico de los reactores de coquizacin?REACTOR DE COQUIZACIN:La operacin de des-coquizacin se lleva a cabo en forma mecnica (barrenos y raspadores), o en forma hidrulica a travs de chorros de agua a alta presin (2000 a 4500 psig).Se practica un hoyo axial de 45 a 60 cm de dimetro a travs de toda la cama (llamado hoyo de rata), usando un chorro especial de agua. Esto permite la introduccin de la flecha del barrenador y permite la salida del coque y del agua por gravedad.OPERACIN:La operacin de coquizacin retardada es cclica. Los tanques de coquizacin se llenan y se vacan conformando un ciclo. Para mantener una operacin continua de la fraccionadora, se requieren al menos dos reactores, sin embargo existen unidades hasta con cuatro reactores operando en ciclos.

2.15 cuales son las variables de operacin mas importantes en el proceso de coquizacin retardada? Y Cules son los efectos de estas variables de operacin?Coquizacin retardada: Calentamiento moderado (900-960 F) a 90 psig Recipiente mojado (845-900 C), paredes coquizadas Coquizacin hasta llenar con slidos (semi-contnuo) Extraccin hidrulica de coque (20-40% de la Alim.) Rendimiento de 30 % a 430 C.VARIABLES DE OPERACIN:Las variables de operacin independientes ms importantes en el proceso se muestran a continuacin, (el contenido de carbon libre en la alimentacin es una variable que no se puede manipular).

16. cules son los procesos denominados fondo de barril en una refinera?R= coquizacin, reductora de viscosidad, h-oil.17. defina el proceso de reduccin de viscosidad.R= la reduccin de viscosidad (visbreaking) es un proceso de desintegracin trmica relativamente suave que se usa para reducir las viscosidades y los puntos de escurrimiento (pour points) de residuos de vaco para obtener aceite de calentamiento (No. 6 fuel oil) o tambin para reducir la cantidad de cortes diluyentes para residuo.La fraccin de gasleo que se produce, se adiciona a la alimentacin de la desintegracin cataltica con el fin de aumentar el rendimiento general a gasolina de una refinera.18. cul es la limitacin principal en el proceso de reduccin de viscosidad? R=el grado de desintegracin trmica de la reduccin de viscosidad tiene que limitarse debido a que una operacin severa produce un producto poco estable desde el punto de vista quimico. Un producto inestable forma polmeros durante el almacenamiento lo cual provoca la formacin de lodos y taponamiento.19.- A qu se le denomina severidad en el proceso de reduccin de viscosidad?R=El grado de desintegracin trmica de la reduccin de viscosidad tiene que limitarse debido a que una operacin severa produce un producto poco estable desde el punto de visa qumico. Un producto inestable forma polmeros durante el almacenamiento lo cual provoca la formacin de lodos y taponamientos.20.- Cmo se mide la severidad de la operacin del proceso?R=cuando la relacin resinas/asfalto disminuya por cualquier razn, los asfltenos se precipitan. Esta hiptesis permite explicarse las limitaciones a la severidad de la reduccin de viscosidad.a) cantidad de productos con temperatura de ebullicin menor a 166C.b) Reduccin de la viscosidad del producto.c) diferencia entre la cantidad de diluyente necesario para obtener las especificaciones del aceite de calentamiento (No. 6 fuel oil) del producto y de la alimentacin.d) %Vol. De gasolina con un intervalo de ebullicin en los productos.e) %peso de rendimiento de gas ms gasolina (productos con ebullicin menor a 166C)

21.- Cules son las principales reacciones en el proceso de reduccin de viscosidad?R=1.-desintegracion de las cadenas laterales unidas a las ciclo parafinas y anillos aromticos, en o cerca del anillo. Las cadenas son eliminadas o reducidas a grupos metilos o etilos (c1 o c2).2.-desintegracion de las resinas a hidrocarburos ligeros, principalmente olefinas, y a compuestos que se convierten en asfltenos.3.-si la temperatura es mayor a 480C se produce cierta desintegracin de naftenos.22.- Mencione dos tipos de planta de reductora de viscosidad y explique en que se distinguen R= Hay dos tipos de cracking trmico por visbreacking, cracking de bobina y horno, y cracking de remojo. Es estas dos, la reaccin est en funcin de tiempo y temperatura. La alimentacin se introduce en el horno y se calienta a la temperatura deseada. En el horno el proceso de formacin de cracking de la bobina se calienta a la temperatura de cracking (474-500C). En la operacin de craqueo de remojo, la alimentacin entra en hojas al horno a temperaturas entre (427-438 C) y pasa a travs de inmersin por tambores, lo que proporciona el tiempo de reaccin We have also have engineered a number of soaker type visbreakers in which the majority of conversion reactions take place over a longer residence time in a soaker drum.

23.- Cules son los principales productos de la reductora de viscosidad, su cantidad relativa y como se reduce la viscosidad de la carga en una operacin tpica?R= El grado de viscosidad y del pobre punto de reduccin son funciones de la alimentacin residual de la viscoreductora.Las principales reacciones que ocurren durante el proceso del visbreacking son:1. Rupturas de las cadenas laterales de los anillos cclicos de las parafinas y aromticos removiendo los grupos methyl y ethyl.2. Ruptura de las resinas de hidrocarburos ligeros (principalmente olefinas) y compuestos que se convierten en nasftalenos.3. A temperaturas superiores a 480C, se da la ruptura de algunos anillos de nafteno.Se obtienen hidrocarburos de bajo peso molecular tales como gases, gasolina, gasleos y residuo de baja viscosidad a partir de residuos de vaco de alta viscosidad.

24.- Cules son las ventajas de utilizar un catalizador solido en el proceso de desintegracin de corrientes pesadas?R= Se basa en la descomposicin o rompimiento de molculas de alto peso molecular; esta reaccin se promueve por un catalizador slido con base en zeolitas en presentacin pulverizada, que se incorpora a los hidrocarburos de carga. El catalizador es la matriz y est constituida por aluminosilicatos amorfos. Las funciones de la matriz son: a) soportar y dispersar el material activo (zeolita), b) resistencia al desgaste de la zeolita, c) servir como medio de transferencia del calor y d) captar y neutralizar los contaminantes tales como N y Na.

25.- Cul es la principal dificultad tcnica de realizar la desintegracin de corrientes pesadas en presencia de un catalizador solido?R= una de las mayores dificultades encontradas con para la regeneracin del catalizador nuevo, a veces el tiempo de vida del catalizador no es el suficiente. O simplemente no llega a ver un rompimiento molecular 26.- Cmo se enfrent esta dificultad durante el desarrollo de la desintegracin cataltica?Se enfrent con la restauracin del catalizado mediante el quemado del coque con aire. Esta etapa de combustin proporciona el calor necesario para las reacciones de desintegracin a travs de la circulacin del catalizador entre el reactor y el regenerador.La tendencia para resolver el problema de la produccin de coque es la obtencin de mejores aleaciones para el regenerador; y el problema de la desactivacin por metales implica una mayor rapidez de introduccin de catalizador de equilibrio para mantener la actividad del inventario27.- Cul fue la razn histrico social del desarrollo acelerado de proceso de desintregracion cataltica?Debido a la Segunda guerra mundial a mediados de 1940 por el proyecto confidencial llamado Recommendation 41 of the Petroleum Administrator for War (PAW 41) con el objetivo de acelerar la produccin estratgica de combustibles por medio de la desintegracin cataltica, coordinando los esfuerzos de varias compaas petroleras (Standard Oil, M. W. Kellog, Shell Oil, The Texas Co., y otras), y el MIT (a travs de los profesores de ingeniera qumica W. K. Lewis y E. R. Gilliland).28.- En forma breve mencione: En que consiste la solucin que se le dio al problema alrededor de la mitad del siglo pasado?Se sustituy el serpentn y el regenerador por lechos fluidizados densos con flujo ascendente y las bombas fueron substituidas por tubos verticales con catalizador transportado en linea y vlvulas laterales. As naci la desintegracin cataltica fluidizada. En agosto de ese mismo ao se logr una operacin suave y estable, y nicamente 19 meses despus se arranc la primera unidad comercial basada en esos conceptos (el Modelo I)1., y para julio de 1942 la planta converta 17,000 B/D de gasleo para satisfacer las necesidades de gasolina de aviacin en ese tiempo29.- Cules fueron las principales tendencias durante la evolucin del proceso de desintegracin cataltica fluidizada?EN EL REACTOR; Pequeos tiempos de contacto en el riser, Distribucin y atomizacin de la carga, uso de vapor de dispersin, Inyeccin mltiple de carga y fluido de apagado (quench), Rpido apagado de producto (ciclones cerrados), Fraccionamiento ms eficiente en las separaciones (stripping), EN EL REGENEREDOR, Mejoramiento de la eficiencia de regeneracin, disminucin de inventarios, Disminucin de las emisiones de NOx, Disminucin del exceso de O2, Mejoramiento de las mamparas en la zona de combustin, Recuperacin de energa de los gases efluentes. EN OTRAS AREAS; Mejoramiento del transporte en lnea en los tubos, Separadores ciclnicos de alta eficiencia, Sistemas terciario y cuaternario de captura30.- Cul fue la primera compaa petrolera que utilizo un reactor elevador con catalizador en lnea, tipo riser , cuandoShell Oil Company en los 70s31.- Por que el proceso FCC es el mas importante en una refinera moderna?Debido a que la FCC esta orientada hacia la mxima produccin de gasolina. Ademas de que la operacin de la cataltica afecta a la operacin de las unidades que fraccionan, generan y limpian a las cargas de la planta FCC; as mismo, interacta con procesos posteriores que separan, limpian y re-procesan su amplia variedad de productos. Por ello tambien se le llama el corazn de la Refineria.

32.- Por qu se dice que la planta FCC le proporciona una gran flexibilidad a una refinera? En que Consiste?Debido a que casi cualquier fraccin de un petrleo crudo puede ser alimentada a una planta FCC, con un intervalo desde hidrocarburos C4s, hasta gasleos de coquizacin, sin embargo el objetivo principal es la reduccin de peso molecular de cualquier corriente pesada de la refinera.En funcin de que existen diferentes alternativas de carga a FCC, la refinera obtiene gran flexibilidad en su operacin, no nicamente en trminos de ser capaz de utilizar fuentes fijas o variables de carga, sino tambin con relacin a la capacidad de satisfacer las demandas de productos de tipo estacional o de otro tipo.

33.- Cules son las principales fuentes que constituyen la alimentacin a una planta FCC? Se pueden usar otras cargas ? Cules?

La alimentacin a una unidad FCC convencional proviene principalmente de gasleos directos, gasleos de torre de vaco y gasleos de coquizadora, adems se realizan mezclas con residuos atmosfricos y de vaco.Si, se dividen en

CARGAS DERIVADAS DE PROCESOS FSICOS DE SEPARACIN: Destilados directos (straight run):Gasleo virgen atmosfricoGasleo virgen de vacoResiduos atmosfricos y fracciones relativas:Nafta parafnica directa Gasleo pesado de vacoResiduo atmosfricoAceite extracto desasfaltadoDes-asfaltados con solvente:Extractos de baja viscosidadDerrames de lubricantesCARGAS DERIVADAS DE PROCESAMIENTOS FISICO-QUMICOS:Aceites de recirculacin:Recirculacin de desintegracinExistencias de coquizacinAceites pesados de pirlisisAceites pesados de reductora de viscosidadExistencias hidrotratadas:Gasleos directos hidrotratadosResiduos atmosfricos hidrotratadosGasleos de vaco hidrotratadosResiduo de vaco hidrotratadoAceites desasfaltados con solvente hidrotratadasExistencias de coquizacin hidrotratadasAceites derivados del carbn hidrotratadosAceites de recirculacin de FCC ligeros y pesados hidrotratados

34.- Cules son las pruebas de laboratorio que se realizan como rutina en la planta de FCC? Clasificacin de hidrocarburos (anlisis PONA) Impurezas: Nitrgeno, azufre, nquel, vanadio, hierro y sodio Gravedad especfica (API) Curva de destilacin (punto de ebullicin) Punto de anilina Indice de refraccin Nmero de Bromo Viscosidad Carbn Conradson, Ramsbottom, Micro-carbn Solubilidad con heptano35.- Mencione algunas correlaciones empricas para calcular ciertas propiedades fisicoqumicas de las corrientes en la planta FCC, que sirven para estimar los rendimientos y la calidad de los productos. La industria petrolera han desarrollado correlaciones empricas para determinar propiedades qumicas a partir de anlisis sencillos tales como la gravedad especfica y la curva de ebullicin. Factor K Correlaciones TOTAL Mtodo n-d-M (ASTM D-3238) Mtodo API36.- En un complejo FCC, se pueden considerar cinco factores que son interdependientesEQUIPOCARGASPRODUC-TOSCATALIZA-DORMEDIO AMBIENTE

Relacion entre:*EQUIPO*NATURALEZA DE LA CARGA*PRODUCTOS*CATALIZADOR USADO*MEDIO AMBIENTE

37.- En el estudio sistemtico de un complejo FCC, se consideran ocho partes o reas Tratamiento de gases de chimenea Seccion de regeneracin Seccion de reaccin Precalentamiento de la carga Seccionn de separacin Separacion de gas hmedo Planta de gas Tratamiento de gases 2.38 Cul es la funcin principal de la seccin de precalentamiento? En qu consiste? Cual es la temperatura ala que se lleva la carga combinada a la base del riser?La carga fresca, permanece un tiempo en el tanque de alimentacin para separar algn material denso y pasa a travs de una serie de intercambiadores de calor para pre-calentar la carga y enfriar los productos.El aceite cclico pesado (heavy cyclic oil, HCO) y una corriente de recirculacin de lodos de fondo separados se adicionan a la carga fresca (operacin no indicada en el esquema) y pasan al calentador de fuego directo de la carga combinada, para llevarla a la temperartura de de alimentacin al riser. El calor absorbido por el catalizador en el regenerador proporciona la energa necesaria para calentar a la alimentacin a la temperatura de desintegracin deseada2.39 Qu sucede en la base del reactor riser, es decir la zona de la Y?Las reacciones catalticas ocurren en fase vapor tan pronto como la alimentacin lquida es vaporizada. As, la expansin volumtrica de los vapores que se generan constituye la fuerza que impulsa al catalizador para ascender por el riser.El calor de las reacciones que ocurren en el riser, tienen un saldo positivo, es decir, son globalmente endotrmicas. El catalizador que circula y que proviene del regenerador, proporciona esta energaSe utiliza vapor de agua para atomizar a la alimentacin. Mientras ms pequeas sean las gotas de hidrocarburo en la aspersin, se incrementa su disponibilidad para llegar a los sitios cidos dentro de los grnulos de catalizador. La velocidad de flujo en las boquillas de aspersin vara de 150 a 300 pie/seg. Con un catalizador zeoltico de alta actividad, las reacciones de desintegracin se llevan a cabo en tres segundos o menos

2.40 En qu estado entra la mezcla de hidrocarburos en la base del riser?La carga combinada se pone en contacto con el catalizador regenerado y caliente en la base del reactor tubular riser, la carga se vaporiza y la mezcla de catalizador slido y carga gaseosa asciende por el reactor vertical con un rgimen de fluidizacin llamado transferencia en lnea.2.41 Cul es la temperatura del catalizador fluidizado que entra en la base del riser?El catalizador en polvo y la mezcla de vapores de hidrocarburos y el catalizador fluye hacia arriba para entrar en elreactora una temperatura de aproximadamente 535 C y una presin de aproximadamente 1,72barg2.42 Como se realiza la separacin de los gases que se producen en el riser y el catalizador?La carga combinada se pone en contacto con el catalizador regenerado y caliente en la base del reactor tubular riser, la carga se vaporiza y la mezcla de catalizador slido y carga gaseosa asciende por el reactor vertical con un rgimen de fluidizacin llamado transferencia en lnea.La mayor parte de las reacciones ocurren en el riser. Un diseo apropiado del reactor asegura un flujo tipo pistn del catalizador y de los hidrocarburos con el fin de minimizar el retro-mezclado del gas con el catalizador desactivado.En una desintegradora moderna, las reacciones ocurren en 1.5 a 3 segundos antes de que el catalizador y los productos sean separados en la parte superior del riser, en donde se encuentra la zona de separacin del reactor.La alimentacin al reactor, que proviene del precalentador, entra al riser cerca de su base, en donde se pone en contacto con el catalizador regenerado caliente y con el vapor de aspersin. La relacin catalizador/hidrocarburo en peso vara de 4:1 a 9:1.El calor absorbido por el catalizador en el regenerador proporciona la energa necesaria para calentar a la alimentacin a la temperatura de desintegracin deseada.

2.43 Como se eliminan los hidrocarburos ocluidos entre el catalizador antes de que descienda al generador?

La zona indicada muestra algunas caractersticas de la zona de separacin del catalizador desactivado y los productos gaseosos, que se envan columna de separacin por fraccionamiento.

2.44 Cmo se asegura que el efluente gaseoso que sale del separador no contenga partculas solidas que ingresen a la columna fraccionadora?

Los productos de combustin y cierta cantidad de catalizador arrastrado hacia la fase diluida del regenerador se encuentran con los separadores ciclnicos primarios y secundarios en donde las partculas de catalizador se regresan por la acin de la gravedad y los gases ascienden y son conducidos a travs del plenum hacia el sistema de gases efluentes.

Los gases efluentes provenientes del plenum pasan a una etapa terciaria de separacin en donde se logra retirar partculas mayores a 5 mm.Despus de pasar por la vlvula de gases efluentes y cmara de orificios, en donde se reduce la presin de los gases a presin atmosfrica, el gas efluente se dirige a un quemador de CO en donde es convertido a CO2, con el doble objetivo de cumplir con los reglamentos ambientales y generar vapor de alta presin, incorporar un sistema de recuperacin de potencia con un soplador de aire movido por los gases efluentes.Antes de expulsar los gases a la atmsfera (chimenea), son sometidos a un precipitador electrosttico, ver la siguiente proyeccin y tambin en la parte superior izquierda del complejo FCC tpico (ver la diapositiva 30)

2.45 Cul es el fundamento del funcionamiento de los ciclones contenidos en el separador?

El gas ingresa por el conducto de entrada del cicln a una velocidad Vi (velocidad de entrada al cicln). Este conducto se halla ubicado en forma tangencial al barril o cuerpo del cicln. Entra al barril y comienza el movimiento en espiral descendente. El cambio de direccin genera un campo centrfugo equivalente a cientos de veces el campo gravitacional terrestre. (cientos de g). Las partculas transportadas por el gas debido a su inercia, se mueven alejndose del centro de rotacin o eje del cicln, por accin de las lneas de fuerza del campo centrfugo, alcanzando las paredes internas del barril del cicln, donde pierden cantidad de movimiento y se deslizan por la pared del barril hacia el cono y desde all a la pierna del cicln. El gas en su movimiento descendente va despojndose de las partculas slidas y al llegar a la base del cono, invierte el flujo, siguiendo una espiral ascendente ya libre prcticamente de partculas (gas limpio). El movimiento del gas en el interior del cicln consiste en una trayectoria de doble hlice. Inicialmente realiza una espiral hacia abajo, acercndose gradualmente a la parte central del separador, y a continuacin se eleva y lo abandona a travs de una salida central situada en la parte superior. Esta doble espiral es la que se denomina flujo ciclnico. Las partculas ms grandes y ms densas son forzadas hacia las paredes del cicln, dejando atrs las partculas. Una vez que el gas penetra tangencialmente en el equipo se distinguen dos zonas de caractersticas distintas de movimiento: En la zona prxima a la entrada del gas y en aquella ms exterior del cilindro predomina la velocidad tangencial, la velocidad radial es centrpeta y la axial de sentido descendente. La presin es relativamente alta. En la zona ms interior del cilindro, correspondiente al ncleo del cicln y con un dimetro aproximadamente igual a 0,4 veces el del conducto de salida del gas, el flujo es altamente turbulento y la presin baja. Se da el predominio de la velocidad axial con sentido ascendente.

46. en qu consiste la conexin de los ciclones de doble efecto? La conexin de los ciclones de doble efecto es: entra gas con partculas y se separa el gas por el domo y las paticulas por el fondo, el gas que sale por el domo entra como alimentacin al segundo cicln y se separa el gas purificado y las partculas que todava podra tener. La eficiencia de separacin de un cicln de boble etapa es de 99.995%

47. en que consiste en funcionamiento del dipleg, la vlvula flapper en un cicln?El dipleg es un tubo descendente en donde la presin que reina en la salida del tubo descendente inferior del cicln es mayor que la presin que reina en el recipiente de separador o el regenerador, evitndose de esta manera el fenmeno de flujo inverso de la corriente de gas que se origina desde el interior del recipiente de separador del regenerador hacia el interior del tubo descendente inferior del cicln.Cuando la fuerza ejercida por el peso de catalizador llenado en el dipleg supera la presin necesaria para abrir la vlvula flapper , es decir, superar la fuerza ejercida el contrapeso manteniendo la vlvula cerrada y el catalizador se vaca de la zona de dipleg48. cul es el objetivo general del regenerador?R: el objetivo del regenerador es quemar el coque en el catalizador con oxgeno para formar CO, CO2 y H2O y limpiar las superficies activas del catalizador.49. cmo penetra el catalizador desactivado al regenerador? R: el catalizador coquizado pasa a travs de la vlvula de catalizador gastado y penetra en el regenerador con un flujo tangencial y hacia abajo.

2.50-Cul es el tipo de fluidizacin que ocurre en el regenerador?R= En el regenerador ocurre una fluidizacin de tipo circulante ya que el flujo de aire es muy alto y causa el arrastre del catalizador que posteriormente es recuperado por medio de los ciclones. 2.51- El catalizador reactivado sale del regenerador con el 100% de actividad? Cmo sale?R= El catalizador no sale del regenerador con el 100% de actividad ya que a pesar de que se regenera quedan algunos elementos atrapados en los poros del catalizador por lo que es necesario combinar este catalizador re-activado con catalizador fresco.2.52- Cmo se define el catalizador de equilibrio?R= El catalizador de equilibrio es una mezcla del reactivado y fresco que permite controlar de una mejor manera las variables de operacin del proceso.2.53- En qu zona del regenerador estn colocadas las boquillas de entrada de catalizador de equilibrio y salida de catalizador viejo?

R= Estas boquillas estn colocadas en el fondo del regenerador, son vlvulas de tapon conicas que se mueven hacia adentro o hacia afuera del anillo.Pregunta 54.- El catalizador regenerado contiene un 0.25 a 0,33 % peso de coque. Fase densa en el Reg. 1,309F (709C). Esta pregunta no est tan bien planteada, ya que solo maneja temperatura aparte nos dice, que mencionemos la distribucin estadstica la cual no aparece.Pregunta 55.-porque el coque se impregna en la porosidad del catalizador por ello disminuye la actividad dentro del riser.Pregunta 56.- El principal objetivo del regenerador es quemar el coque en el catalizador con oxgeno para formar CO, CO2 y limpiar las superficies activas del catalizador.Pregunta 57.- los gases de combustin no salen libres de catalizador La eficiencia de separacin de un cicln tpico de doble etapa es de 99.995 % o ms.Pregunta 58.- Los gases efluentes provenientes del plenum pasan a una etapa terciaria de separacin en donde se logra retirar partculas mayores a 5 mm.CuaternariaDespus de pasar por la vlvula de gases efluentes y cmara de orificios, en donde se reduce la presin de los gases a presin atmosfrica.Pregunta 59.- Si, para convertir el CO a CO2, con el doble objetivo de cumplir con los reglamentos ambientales y generar vapor de alta presin.Pregunta 60. El efluente del reactor es alimentado a la base de la columna de separacin por destilacin (main column), en donde por medio de calentamiento en varias etapas es fraccionado en diferentes corrientes de productos. La gasolina y los ligeros salen por el domo hacia las unidades de concentracin representadas en el esquema de FCC tpica por el acumulador del domo, los compresores de gases hmedos y el complejo desbutanizador. Pregunta 61.- Los productos obtenidos del domo de la fraccionadores es gasolina, propano/buteno separndose en una columna de destilacin.

2.62 Cul es el objetivo de las columnas agotadoras laterales a la fraccionadora?El objetivo es la manipulacin de las condiciones de operacin de las columnas laterales para proporcionar la calidad a los productos, el corte preciso de la gasolina y el intervalo de ebullicin de la nafta o el de los aceites cclicos depende de las especificaciones de los productos, la composicin de la carga, etc.2.63 Cmo se obtiene el aceite clarificado?Se obtiene de El apagado del efluente del reactor se realiza por medio del intercambio de calor con los fondos de la torre fraccionadora en los re-hervidores y tambin generando vapor. Estos fondos son recirculados a la torre en la seccin de mamparas (arriba del punto de admisin de la carga). Una fraccin de los fondos pasa a travs del separador de lodos, en la cual se realiza una separacin por gravedad de fondos reciclables, concentrados de finos de catalizador, y una corriente de aceite clarificado que puede ser usada como combustible o como carga para una planta de negro de humo.2.64 en la planta de gases hmedos; a que se le llama gasolina esponja y cul es su funcin?La gasolina pesada o esponja sirve como lquido de absorcin en la primera y segunda etapas de absorcin de C3+. Son posibles muchas variaciones en funcin de los requerimientos de la refinera y de las necesidades econmicas.2.65 Cul es el tratamiento de gases combustibles amargos para eliminar compuestos contaminantes como al acido sulfhdrico y bixido de carbono?Se usan tratamientos con alcanolaminas para eliminar el H2S y el CO2, adems se usa un tratamiento custico para eliminar principalmente mercaptanos y compuestos cidos.66.- Cual es el tratamiento de la gasolina desestabilizada para eliminar contaminantes como mercaptanos, fenol y cidos naftenicoss?R= Hidrotratamiento67.- Cules son las compaas licenciadoras de la tecnologa de las plantas FCC que se encuentran en las refineras de PEMEX ?R= El sistema de refinacin de Petrleos Mexicanos cuenta con seis refineras, y nueve plantas de desintegracin cataltica. La siguiente tabla muestra la distribucin de las plantas FCCs en PEMEX: Su ingeniera bsica fue desarrollada por M. W. Kellog Co., su ingeniera de detalle por el Bufete Industrial y fue construida por la Subdireccin de Proyectos y Construccin de Obras (SPCO) de Petrleos Mexicanos, con un costo de 138 millones de dlares.

68.- Describa el funcionamiento de una planta FCC tipo Ortoflow de M. W. Kellog (utilice el diagrama )R=

69.- Durante la desintegracin cataltica se producen cientos de reacciones entre productos sub productos e intermedios, dentro de esta complejidad. Cmo enfrenta la ingeniera qumica el problema de cuantificar la cintica de las reacciones?R=Con el propsito de diseo de reactores, se ha propuesto un modelo cintico de reaccin sencillo de tres grupos (lumps): la alimentacin, el producto (gasolina) y los subproductos (coque y gas)*.

Un modelo ms detallado formado por diez grupos, que incluye una gran variedad de constituyentes de la alimentacin, permite predecir la distribucin de productos para diferentes condiciones de operacin*. Recientemente, se presentan modelos mas complejos que analizan a miles de grupos de componentes estructurados.

2.70 Cuntas constantes cinticas produce un modelo de tres lumps? Explique.R= Con el propsito de diseo de reactores, se ha propuesto un modelo cintico de reaccin sencillo de tres grupos (lumps): la alimentacin, el producto (gasolina) y los subproductos (coque y gas).

2.71 Cuntas constantes cinticas produce un modelo de diez lumps? Explique.R= Un modelo ms detallado formado por diez grupos, que incluye una gran variedad de constituyentes de la alimentacin, permite predecir la distribucin de productos para diferentes condiciones de operacin.Recientemente, se presentan modelos ms complejos que analizan a miles de grupos de componentes estructurados.

2.72 Describa la micro-esfera cataltica de un proceso FCC moderno.R= Los catalizadores zeolticos para FCC se usan en forma de micro-esferas con un dimetro promedio de 75 micrones. Los catalizadores modernos estn constituidos por cuatro componentes principales:

2.73 Cmo est constituido el componente activo en una micro-esfera cataltica, es decir la zeolita?R= El catalizador de FCC actual es una mezcla compleja de componentes funcionales en una micro-esfera porosa con una distribucin de tamaos entre 10 y 120 micrones, con una densidad de partcula de aproximadamente 1,400 Kg/m3 y con un volumen vaco de alrededeor de 50 %. Los componentes principales son, la zeolita Y y la almina activa, los cuales son responsables de catalizar a un juego complicado de reacciones, empezando con la formacin del ion carbenio en los sitios cidos.

2.74 Cul es la estructura de la Zeolita Y?La celda unitaria de zeolita Y contiene 192 tomos de slice y de aluminio, y tiene un total de cuatro cavidades completas, ms seis mitades y ocho octavos de cavidad.Dependiendo de su contenido de xido de sodio, se encuentra disponible en tamaos desde 24.35 , hasta 24.68 , cuando contiene de desde 13 % hasta 0.03 % peso respectivamente.

2.75 Existe otra zeolita, malla molecular u otra estructura porosa superior a la zeolita Y como catalizador en el proceso FCC? Con el aumento del procesamiento de crudos pesados y el correspondiente aumento de las corrientes de residuos, se han propuesto nuevos materiales con tamao de poros mayores (estructuras mesoporosas), como son las alminas amorfas y las arcillas apiladas (pilareadas), sin embargo hasta ahora ninguno de estos materiales ha demostrado una actividad y una estabilidad trmica e hidrodinmica, semejantes o mayores a la zeolita Y*.

2.76 Debido a la problemtica del procesamiento de crudos cada vez ms pesados, Cules son las tendencias en el proceso FCC en la elaboracin de catalizadores?

La tendencia para resolver el problema de la produccin de coque es la obtencin de mejores aleaciones para el regenerador; y el problema de la desactivacin por metales implica una mayor rapidez de introduccin de catalizador de equilibrio para mantener la actividad del inventario.Actualmente se aplica una pasivacin de metales por medio de trampas de vanadio (xido de magnesio y titanatos), y una pasivacin de niquel por medio de antimonio o bismuto. Otras tendencias son: Aumento en el contenido de zeolita en las microesferas. Uso de aditivos en la microesfera (agentes de transferencia de SOx, trampas de vanadio y nquel, etc.). Uso de zeolita ZSM-5. Rejuvenecimiento de catalizador gastado (desmetalizacin).

PREGUNTA 77R. Es de suma importancia debido a que tiene por objeto convertir cortes pesados del crudo, provenientes de destilacin atmosfrica, de vaco y de procesos de coquizacin o reduccin de viscosidad en fracciones ms ligeras y de mayor valor ya sea como productos o como alimentados a otras unidades (MTBE, TAME, Isomerizacin y Alquilacin). El proceso FCC contribuye con un alto porcentaje de la gasolina total producida por una refinera.PREGUNTA 78R. Actividad cataltica- Relacin catalizador/hidrocarburo- Conversion- Existencia en el ciclo- Relacin de recirculacin- SelectividadPREGUNTA 79R. Cuando se incrementa la temperatura, aumenta la conversin y el rendimiento de gases, el rendimiento de coque y el ndice de octano en la gasolina, sin embargo se disminuye el rendimiento de gasolina. La conversin y la capacidad estn limitadas por la capacidad de quemado de coque en el rgenerador. Con la tendencia a procesar cargas cada vez ms pesadas, se incrementa la formacin de coque entonces se intenta superar las limitaciones de quemado de coque usando una mezcla de aire enriquecida con oxgeno, sin embargo este procedimiento estlimitado por la capacidad de soportar altas temperaturas y de la disipacin de calor en los materiales del regenerador.PREGUNTA 80R. El espacio velocidad puede ser definido en base al volumen (LHSV, Gasto Vol. de alimentacin/ Vol. De catalizador), o en base al peso (WHSV, Gasto masa de alimentacin/masa de catalizador).PREGUNTA 81R. Debido a que si existe una disminucin en el gasto volumen de alimentacin en la carga, la cantidad de catalizador ser la misma y al haber menos carga y mayor catalizador la conversin tiende a aumentar.82. La conversin y la capacidad de una planta FCC estn limitadas por la capacidad de quemado de coque en el regenerador, debido a la compresin del aire o problemas de alta temperatura en el regenerador.

83. es una variable de operacin ya que solo es necesaria para hacer que circule el catalizador a travs de la unidad.

84. la carga del catalizador es de 3 a 5 toneladas por cada 1000BPSD

85. *Balance de materia: el primer paso consiste en identificar las corrientes que entran y que salen por medio de envolventes trazadas alrededor de los equipos.*balance de calor:permite calcular el calor que fluye en el reactor y en el generador que deben ser iguales, con esto se busca; aumentar la temperatura de la carga fresca, recirculacion y vapor de atomizacion, suministrar el calor de las reacciones de desintegracion, aumentar la temperatura del aire de combustion*Balance de presin: tiene por objetivo la evaluacin de l hidrulica de la circulacin en el circuito rreactor-regenerador, se busca obtinizar la circulacin del catalizador, tener un rgimen permanente, optimizar la cada de presin en las vlvulas.*control de procesos. Instrumentacin: los instrumentos controlan la unidad FCC mediante una intervencin limitada de los operadores de una manera segura y minitoreada se tienen dos niveles; nivel bsico de supervisin y nivel avanzado de control de proceso.Pregunta 86.Se distinguen dos niveles de control del proceso:1. Nivel bsico de supervisin: Los rendimientos son muy dependientes del tipo de catalizador, entonces las correlaciones grficas dependen del catalizador utilizado.

2. Nivel avanzado de control del proceso (Advanced Process Control, APC): Para operar con restricciones mltiples se instala un paquete APC ya sea junto con su sistema de control distribuido (DCS), mediante una computadora huesped*.

Pregunta 87.- Costo de inversin de una unidad FCC en MM$ (1999 U.S. Gulf Coast.Se incluye:1. Fraccionamiento de productos.2. Dispositivos de compresin y concentracin de gases para la recuperacin del 95%, y fraccionamiento de C4s y 80 % de C3. 3. Secciones de reaccin y regeneracin completas.4. El intercambio de calor suficiente para entregar a los productos a la temperatura ambiente.5. Sistema de control centralizado.No incluye:1. Fraccionamiento de la carga.2.Tratamiento de gases y productos3. Agua de enfriamiento, vapor y energa.4. Carga inicial de catalizador.

Pregunta 88. Regalias de corrida: $0.010/BBL Regalias adicionales (Paid-up):$110/BPD

pregunta 89.Vapor:lb-30Energa(Incl. soplador y compresor):kWh6.0Agua de Enfriamiento:Gal (T=30F)500Combustible:MMBtu0.1Catalizador de remplazo:$ 0.15-0.50SERVICIOS: (por BPD de alimentacin)