Process after destillation.pdf

7/25/2019 Process after destillation.pdf

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HIDROTRATAMIENTO

Verano 2 16

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TOPPI

N

G

DEBUT

SP

DE

N

AF

Isomeración

URC

Planta deBlending

Alquinos

Redestilado

Planta deBlending

C1C2C3C4

Planta derecuperación

de Gases

Gas deRefineríaC1, C2

GLPC3, C4

GE

GP

AVGAS

DL

DM

DP

Planta deBlending

KE

DO

JF

VACIO

GNE

GES

GM

GL

C7+

CR

O

N

R

O

H

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Hidrotratamiento de Naftas

El objetivo principal del hidrotratamientode naftas es acondicionar la carga a launidades de Reforming Catalítico eIsomerización. La remoción de metales, junto con la eliminación de azufre,oxigeno y nitrógeno es necesaria debido a

que estos son venenos para loscatalizadores.

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Hidrotratamiento de naftas

TOPP

I NG

DEBUT

SP

D

E

NAF

Isomeración

URC

Planta deBlending

Alquinos

Redestilado

Planta deBlending

C1C2C3C4


de Gases


GLP

C3, C4

GE

GP

AVGAS

DL

DM

DP

Planta deBlending

KE

DO

JF

VAC

IO

GNE

GES

GM

GL

C7+

CR

H

O

R

N

O

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H idrotratamiento de naftas

Son procesos donde se hace reaccionarhidrógeno con hidrocarburos insaturados(olefinas y aromáticos) transformandolos

en saturados (parafinicos y nafténicos).Además el hidrógeno reacciona concompuestos de azufre, nitrógeno y

oxigenados transformandolos en ácidosulfhidrico (SH2), amoniaco (NH3) yagua (H2O).

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La carga esta constituida por naftas pesadas dedestilación primaria ( Topping ) y naftas pesadas de lasUnidades de Coque. Luego de ser calentada, la carga

pasa por un sistema de reacción donde el hidrocarburo

toma contacto con el hidrógeno en presencia de uncatalizador. La corriente de salida del sistema dereacción pasa por un separador de alta presión donde sesepara el hidrógeno que no reaccionó junto con parte delsulfhídrico y amoníaco formado, luego la corriente pasa

a una torre estabilizadora donde se elimina una pequeñacantidad de gases por la parte superior. Por el fondo salenafta hidrotratada .


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Reacciones de Hidrotratamiento

Las principales reacciones que se llevan acabo en las Unidades de Hidrotratamientoson:

– Desmetalización (Remoción de Metales de laCarga)

– Saturación de Olefinas

– Remoción de Azufre – Remoción de Nitrógeno

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Saturación de Olefinas

La reacción de saturación de olefinas es muyrápida y altamente exotérmica

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Desnitrificación

La desnitrificación es una reacción lenta ylevemente exotérmica

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Remoción de Compuestos de Oxígeno

La remoción de oxigeno es una reacción rápiday es completa a la temperatura normal dereacción

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Hidrocracking - Isomax

La unidad de Hidrocracking procesa gas oilliviano de vacío y gas oil pesado de topping

produciendo gas residual, propano comercial, butano comercial, nafta, aercombustible JP1 y

gas oil comercial. Isomax es un procesofundamental en la Refinería dado que la altacalidad del gas oil que produce, mejorasustancialmente el pool de productos. La cargaes calentada y pasa al sistema de reacción que

consta de dos reactores en paralelo. En ellos lacarga se pone en contacto junto con el hidrogenocon un catalizador especifico.

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TOPP

I NG

DEBUT

SP

DE

NAF

Isomeración

URC

Planta deBlending

Alquinos

Redestilado

Planta deBlending

C1C2C3

C4


de Gases


GLP

C3, C4

GE

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AVGAS

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DP

Planta deBlending

KE

DO

JF

VAC

IO

GNE

GES

GM

GL

C7+

CR

H

O

R

N

O

Gas Oil


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El producto obtenido es enviado a un separador gas-liquido donde se libera el hidrógeno que no reacciono.Los productos de reacción son enviados a una torrefraccionadora donde son separados.

Tipo de reacciones en la Unidad de Hidrocracking.- Lasreacciones en la Unidad de Hidrocracking tienen porobjeto: – Hidrodesulfuración – Hidrodenitrificación – Remoción de oxigeno

– Remoción de metales – Remoción de haluros – Hidrocracking – Saturación de Aromáticos


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Importancia de la Isomerización en elHidrocracking

Las isoparafinas iC10, iC11, iC12 ysuperiores, componentes del gas oil deIsomax, son mejoradores del poder

detonante del gas oil.Las isoparafinas tienen mejor indice de

cetano que las cicloparafinas y aromáticos

El gas oil de Isomax tiene normalmenteun índice de cetano de 65.

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Tipo de Catalizadores utilizados enHidroprocesos

A continuación se describen los catalizadoresmás comunes utilizados en Hidroprocesos y suscaracteristicas:

Cobalto Molibdeno: Buena remoción deAzufre, pobre remoción de Nitrógeno

Níquel Molibdeno: Buena remoción de Nitrógeno, pobre remoción de Azufre.

Níquel - Wolframio: Buena remoción deAzufre, nitrógeno y favorecen el hidrocracking

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Activación del Catalizador Sulfurización

– Catalizador es manufacturado y trasladado en el estado de oxido demetales. (más seguro para manipular)

– Los metales deben ser convertidos a sulfuros de metales para obteneruna mayor actividad en el catalizador.

– La sulfurización del catalizador se realiza después de su carga – Se inyectan agentes con alto contenido de azufre y rápida

descomposición – Es necesario un cuidadoso control de la sulfurización ya que es

altamente exotérmica – Normalmente se agregan entre un 6 a 10% Wt.% de Azufre sobre el

peso total del catalizador

Desactivación del Catalizador Durante la operación normal el catalizador comienza a perder su

actividad. Las principales causas de este fenómeno son: Formación de Carbón sobre sus centros activos (Regenerable) Deposición de Metales sobre sus centros activos (No Regenerable)

– Metales Nativos – Productos de Corrosión

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Metales en la Carga

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REFORMING DE NAFTAS

Verano 2 16

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REFORMING DE NAFTAS El objetivo de la unidad de Platforming es

transformar naftas pesadas de las Unidades deTopping y Coque en un producto de alto valoroctánico.

Beneficios Económicos

La nafta Platformada con RON 99 tiene un altoimpacto ecónomico en el Blending y a la vez tuvoincidencia en la eliminación del tetraetilo de plomoen las naftas que produce la Refinería.

Como beneficio adicional en esta Unidad se obtienen200 m3 de hidrógeno por m3 de carga procesada.Este hidrógeno es consumido en la Unidad deHidrocracking (Isomax) y en las unidades dehidrotratamiento.

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TOPPI

N

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DEBUT

SP

DE

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Isomeración

URC

Planta deBlending

Alquinos

Redestilado

Planta deBlending

C1C2C3C4


de Gases


GLPC3, C4

GE

GP

AVGAS

DL

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Planta deBlending

KE

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VACIO

GNE

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GM

GL

C7+

CR

O

N

R

O

H

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REFORMING DE NAFTAS La alimentación del Reforming de Naftas proviene de

las naftas pesadas de Topping y Coque las que sontratadas previamente en las Unidades deHidrotratamiento de Naftas con el fin de eliminar suscontaminantes. La carga a la Unidad de Reforming

ingresa a la sección de Reacción que consta de tresreactores en serie. En ellos se desarrollan los diferentestipos de reacciones químicas.

El producto de salida de los reactores pasa por unseparador de alta presión donde se libera el hidrógeno

producido por las reacciones. El último paso es estabilizar la tensión de vapor de la

nafta para ajustarla a los requerimientos del Blending.

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REFORMING DE NAFTAS

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Quimica del Catalizador

Las reacciones químicas se llevan a cabosobre dos lugares del catalizador: – Soporte ácido del Catalizador ( Alumina

clorurada ) – Metales Activos ( Platino 0.22 % y Renio

0.44 % )

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Composición de la Carga

Su composición varia desde Carbono 6 a Carbono 11. Su distribución porcentual es aproximadamente :

– Parafinas: 50% – Nafténicos: 40%

– Aromaticos: 10 % Los requerimientos de la carga de Platforming son los

siguientes: – Punto Máximo: Inferior a 204 °C – Azufre: Inferior a 0.5 ppm w

– Nitrógeno: Inferior a 0.5 ppm w – Metales Totales: Inferior a 1 ppb w

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REACCIONES QUÍMICAS DELPROCESO

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CINETICA Y TERMODINÁMICA

Dehidrogenación de Naftenos aAromáticos: – Es la más rápida de todas las reacciones

– Es muy endotérmica – La cataliza la función metálica del

catalizador – Genera gran cantidad de hidrógeno

– Se favorece por alta temperatura, baja presión y baja relación hidrógeno /hidrocarburo

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CRACKING TERMICO

RETARDADO

Verano 2 16

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Cracking Térmico Retardado

E ste proceso tiene por objeto la ruptura

(cracking) de cadenas de hidrocarburos de alto

peso molecular, mediante la acción combinada

de alta temperatura y tiempo de residencia . C omo consecuencia de las reacciones también

se produce carbón residual (coque).

E l carbón de petróleo o coque se acumula en

las cámaras de reacción y es extraído en forma

cíclica cada 24 horas.

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Descripción de la operación

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Carga

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

Estas unidades también pueden procesarcrudo reducido de topping.

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Calidad y destino de los productos

En general todos los productos del coque son insaturados.

La nafta pesada y el diesel oil debido a la presencia deolefinas y diolefinas son productos muy inestables, por loque necesitan de procesos de hidrotratamiento.

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CRACKINGCATALITICO FLUIDO

Verano 2 16

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Cracking Catalítico Fluido El proceso de craqueo catalítico fluido se basa en la

ruptura de cadenas de hidrocarburos. El proceso de craqueo catalítico fluido se basa en la

ruptura de cadenas de hidrocarburos del orden de los 45átomos de carbono, mediante la acción de un

catalizador que favorece que las reacciones seproduzcan a una temperatura mas baja que lanecesaria para el craqueo térmico de la misma carga.

Los procesos se desarrollan en forma continua ,mediante una circulación de catalizador que se contacta

íntimamente con la carga. Posteriormente el catalizadorse regenera por medio de la combustión del carbón producido, lo que produce la energía que requiere elsistema para funcionar.

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La carga de la unidad de FCC estafundamentalmente compuesta por :

GO pesado de Vacío

GO pesado de Coque

GO pesado de Topping

Cracking Catalítico Fluido

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TOPPI

N

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DEBUT

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DE

NA

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Isomeración

URC

Planta deBlending

Alquinos

Redestilado

Planta deBlending

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de Gases


GLPC3, C4

GE

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Planta deBlending

KE

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CR

O

N

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Producciones

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Las Unidades de FCC:

Son las productoras de naftas porexcelencia, en calidad y cantidad.

Producen menor cantidad de gas residualque el Cracking Térmico.

Producen alta calidad de propano y propileno, butilenos, isobutanos y

butanos. Estas corrientes son la materia prima para los procesos Petroquímicos.

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ISOMERACION

Verano 2 16

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ISOMERACION

Incrementa el valor agregado a lacorrientes de naftas livianas de Toppingobteniendo una nafta isomerada de mayor

valor octánico .Es un proceso de reordenamiento

molecular de parafinas lineales de pentanoy hexano (RON 60) que da comoresultado una nafta (isomerado) (RON 82)de mayor valor octánico.

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TOPPI

N

G

DEBUT

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DE

NA

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Isomeración

URC

Planta deBlending

Alquinos

Redestilado

Planta deBlending

C1C2C3C4


de Gases


GLPC3, C4

GE

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AVGAS

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Planta deBlending

KE

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VACIO

GNE

GES

GM

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C7+

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H

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ISOMERACION

La Unidad de Isomerización está compuesta pordos secciones : – HTN (Hidrotratamiento de naftas) : tiene como

objetivo la separación del corte de pentanos yhexanos de la carga, y su posterior tratamiento conhidrógeno para eliminar los contaminantes delcatalizador de la sección de Penex.

– PENEX (Reacción de Isomerización): tiene comoobjetivo la isomerización de las parafinas lineales de

pentanos y hexanos.

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Valor Octánico de Compuestos deC5/C6

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SECCIÓN DE HTN DESCRIPCIÓN DEL PROCESO : La sección de HTN separa en un splitter el corte isomerizable de

pentanos y hexanos de la Nafta Liviana por la parte superior, y elcorte de heptanos y superiores, no isomerizables por la parteinferior.

La corriente de pentanos y hexanos se pone en contacto con

hidrógeno y es llevada a la temperatura necesaria para que se produzcan las reacciones, a través de un horno de proceso, antes deingresar al reactor.

En el reactor se producen las reacciones de hidrotratamiento sobreun catalizador de Cobalto-Molibdeno para eliminar loscontaminantes : metales, olefinas y compuestos de azufre y

nitrógeno El efluente ingresa a un stripper para despojar por la parte superior

los gases de azufre producidos en el reactor; y de allí es tratado enun lecho adsorbente, sulfur guard, para eliminar cualquier traza deazufre que pueda aún contener para finalmente ser enviado a lasección de Penex.

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REACCIONES PRINCIPALES

Saturación de olefinas : saturación de loscompuestos olefínicos a parafinas. El calorliberado por la reacción de olefinas en elcatalizador de Penex afecta la termodinámica de

la reacción de isomerización:

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Denitrificación: eliminación de los compuestosde nitrógeno que desactivan en forma

permanene los sitios activos del catalizador dePenex

Desulfurización : eliminación de los compuestos

de azufre que desactivan en forma temporarialos sitios activos del catalizador de Penex.

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Eliminación de oxigenados: eliminación de loscompuestos metálicos que se reaccionan con elsitio ácido del catalizador de Penex

desactivándolo en forma permanente.


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SECCIÓN DE PENEX DESCRIPCIÓN DEL PROCESO : La carga de pentanos y hexanos, ya tratada en HTN, pasa a través

de unos secadores cuya función es la de adsorber el agua disuelta,ya que ésta se comporta como un oxigenado frente al catalizador dePenex.

Luego de pasar por los secadores la corriente se lleva a temperatura

de reacción mediante un sistema de intercambio con el efluente delmismo. Mientras que en el primer reactor se favorece la cinética de las

reacciones operando a mayor temperatura, en el segundo sefavorece el equilibrio termodinámico de las mismas mediante suoperación a menor temperatura.

El catalizador de los reactores de Penex está compuesto por platinosobre alúmina clorada. El efluente del segundo reactor es enviado a una torre estabilizadora

para despojar los compuestos livianos de la nafta isomerada.

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ISOMERACION SECCIONPEMEX

TIPO DE CATALIZADOR – Platino (< 1% en peso) sobre alúmina clorada

CONTAMINANTES (máximo permitido) – H2O 0.5 ppm – Azufre 0.1 ppm – Nitrógeno 0.1 ppm

HIDROCARBUROS NO DESEADOS –

Olefinas (máx.) 2 % (vol) – C7+ (máx.) 2-3 % (vol) – Naftenos (máx.) 4 % (vol)

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Isomerización de n-C5

Isomerización de n-C5

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MTBE

Verano 2 16

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MTBE



MTBE

El objetivo es producir un mejorador octanicode optima calidad a parti r de la combinaciónde isobuti leno (bajo valor comercial ) y alcoholmetílico (metanol).

Ventajas de la uti l izacion de MTBE

– Reemplazo del tetraeti lo de plomo comoantidetonante.

– Aporta oxigeno al combustible, asegurando una

combustión completa. – No aporta contaminantes y permite reducir la

parti cipación de los aromáticos.

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C l id d



Carga a la unidad

La unidad utiliza como carga corrientes de butanos delas unidades de cracking catalítico.

El proceso es altamente selectivo hacia el isobutilenocontenido en dichas corrientes.

La unidad también usa como carga alcohol metílico(metanol) el cual se combina con el isobutileno. El diseño contempla una especificacion de isobutileno

en la carga de 16% a 26%. Esta limitado el contenido de agua y compuestos básicos

(NAOH, DEA, acetonitrilo) ya que son venenos delcatalizador.

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Reacciones químicas

La reacción principal en el proceso deMTBE es la combinación en fase liquidadel isobutileno y el metanol usando como

catalizador una resina de intercambiocationico fuertemente ácida.

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FLOW SHEET DE MTBE

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ALKYLACIÓN

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ALKYLACIÓN



ALKYLACIÓN

Es un proceso catalítico en el cual secombina una isoparafina (isobutano) yuna olefina (butileno) para producir un

compuesto de mayor peso molecular,llamado alkylato, que se encuentra dentrodel rango de destilación de las naftas.

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ALKILACION

La Unidad de Alkylación está compuesta pordos secciones : – HYDRISOM (Hidroisomerización de butenos).-

Tiene como objetivo la eliminación de compuestoscontaminantes del catalizador HF y la isomerizacióndel 1-buteno a 2-buteno para obtener una olefinaalquilable a un compuesto de mayor valor octánico.

– HF-ALKYLACIÓN (Reacción de alkylación).- Tiene

como objetivo la alkylación catalítica de lasisoparafinas y olefinas.

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HYDRISOM (Hid i i ió



HYDRISOM (Hidroisomerizaciónde butenos) DESCRIPCIÓN DEL PROCESO La sección de Hydrisom prepara la carga a

procesar en la sección de HF-Alkylación.Elimina selectivamente los contaminantes delcatalizador HF de la corriente de butanos, eisomeriza el 1-buteno a 2-buteno de manera deobtener un alkylato de un valor octánico deRON 3 puntos superior.

La corriente de butano proveniente de MTBEingresa a un coalescedor para eliminar el aguaque pueda arrastrar del proceso anterior.

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HYDRISOM (Hid i i ió



Esta corriente se pone en contacto con hidrógeno eingresa al reactor luego de pasar por un tren deintercambio destinado a levantar la temperatura de lamezcla hidrocarburo-hidrógeno a las condiciones dereacción.

En el reactor se producen las reacciones de saturación eisomerización de los butenos sobre un catalizador dealúmina impregnado en paladio.

El efluente del reactor ingresa a un stripper para

despojar por la parte superior los componentes livianos(H2, metanol, dimetiléter) que consumen el ácidofluorhídrico utilizado en HF-Alkylación.

HYDRISOM (Hidroisomerizaciónde butenos)

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C t li d d H d i



Catalizador de Hydrisom

TIPO DE CATALIZADOR – Paladio (0,5% en peso) impregnado en

alúmina

CARACTERÍSTICAS – Condiciones de operación moderadas

– Altamente selectivo a la reacción de

isomerización de 1-buteno – Alta conversión

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HF ALKYLACIÓN (Reacción de



HF-ALKYLACIÓN (Reacción dealkylación) DESCRIPCIÓN DEL PROCESO En la sección de HF-Alkylación se produce la

combinación de isobutano y buteno en presencia delcatalizador ácido fluorhídrico para formar 2,2,4-trimetil

octano y sus isómeros que constituyen una nafta 100%isoparafínica de alto valor de RON y MON y bajatensión de vapor.

La corriente de butano tratado de Hydrisom se pone encontacto con el isobutano proveniente de la Unidad de

Gascon, el isobutano de la corriente de reciclo y el ácidofluorhídrico circulante de la línea de bajada del settler(stand-pipe).

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La reacción entre los butilenos de la corriente de butano y elisobutano se produce inmediatamente en los dos reactores o risers ylos productos ingresan a un recipiente separador o settler.

En el settler se produce la separación del hidrocarburo y el ácidoque, debido a la diferencia de gravedad específica (0,95 vs. 0,88 dela mezcla), es inducido a circular por los stand-pipes hacia la zona

de reacción El hidrocarburo separado en la parte superior del settler, compuesto

por propano, isobutano, alkylato y HF disuelto; es enviado a unatorre fraccionadora de 90 platos para la rectificación de suscomponentes.

El propano y el butano son enviados a producción luego de pasar

por dos defluorinadores con alúmina activada y un tratador dehidróxido de potasio para eliminar cualquier traza de ácido que puedan contener.

El isobutano es recirculado nuevamente a la sección de reacción yel producto final, alkylato, es enviado a tanque de almacenamiento.

HF-ALKYLACIÓN (Reacción dealkylación)

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TIPO DE CATALIZADOR – Acido fluorhídrico anhidro.

CARACTERISTICAS: – Catalizador líquido. –

Mayor densidad que la mezcla HC-catalizador. – Bajo punto ebullición. – Fácilmente regenerable

CONTAMINANTES: – Butadieno

– Compuestos oxigenados – Compuestos de azufre – Agua

HF-ALKYLACIÓN (Reacción dealkylación)

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