Refinación Petróleo
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REFINACIÓN DEL PETRÓLEO
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REFINACIÓN DEL PETRÓLEO
El objetivo de la unidad de Platforming es transformar naftas pesadas en un producto de alto valor octánico.
También produce HCs. Aromáticos como el benceno, tolueno, xilenos de alta pureza para la industria petroquímica.
La alimentación proviene de las naftas pesadas las cuales son hidrotratadas con el fin de eliminar sus contaminantes.
La carga a la Unidad de Reforming ingresa a la sección de Reacción que consta de tres reactores en serie.
REFORMACIÓN CATALÍTICA (PLATFORMING)
UNIDADES DE PROCESO
REFORMACIÓN CATALÍTICA (PLATFORMING)
UNIDADES DE PROCESO
En ellos se desarrollan las diferentes reacciones químicas.
El producto de salida de los reactores pasa por un separador de alta presión donde se libera el hidrógeno producido por las reacciones.
Por último se estabiliza la tensión de vapor de la nafta a los requerimientos del Blending.
DIAGRAMA DEL PROCESO
UNIDADES DE PROCESO
DIAGRAMA DEL PROCESO
UNIDADES DE PROCESO
REACCIONES DE REFORMACIÓN CATALÍTICA
Las principales reacciones que se llevan a cabo en la Unidades de Reformado Catalítico son:
Dehidrogenación de Naftenos a Aromáticos Isomerización de Parafinas y Naftenos Dehidrociclización de Parafinas Hidrocracking
UNIDADES DE PROCESO
Dehidrogenación de Naftenos a Aromáticos
Es la más rápida de todas las reacciones.
Es muy endotérmica. Genera gran cantidad de
hidrógeno.
UNIDADES DE PROCESO
Reacciones de Reformación Catalítica
UNIDADES DE PROCESO
Reacciones de Reformación Catalítica
Isomerización de Parafinas y Naftenos Es una reacción muy lenta.
UNIDADES DE PROCESO
Reacciones de Reformación Catalítica
Es más lenta que la deshidrogenación.
Es muy endotérmica.
Dehidrociclización de Parafinas
UNIDADES DE PROCESO
Reacciones de Reformación Catalítica
Dehidrociclización de Parafinas
UNIDADES DE PROCESO
Reacciones de Reformación Catalítica
Hidrocracking
Es la reacción más lenta en desarrollarse
El proceso de Isomerización incrementa el valor agregado a las corrientes de naftas livianas de Topping, obteniendo una nafta isomerizada de mayor valor octánico.
El proceso de Isomerización permite: Cumplir con las reglamentaciones
ambientales más estrictas a nivel internacional (E.P.A.)
Alcanzar calidad de exportación de las naftas Regular para ingresar a los mercados más competitivos RON=87.
Incorporar una nafta de alto valor octánico y baja tensión de vapor en el pool de naftas.
Principalmente se da para el nC5 y el nC6
ISOMERIZACIÓN
UNIDADES DE PROCESO
ISOMERIZACIÓN
UNIDADES DE PROCESO
La Isomerización es un proceso de reordenamiento molecular de parafinas lineales de pentano (RON 62) y hexano (RON 25) que da como resultado una nafta isomerizada de mayor valor octánico.
La Unidad de Isomerización está compuesta por dos secciones:
Sección de Hidrotratamiento de naftas (HTN): Tiene como objetivo la separación de hidrocarburos más pesados que los C5/C6 presentes en la carga y su posterior tratamiento con hidrógeno para eliminar los contaminantes del catalizador de la sección de isomerización.
Sección de Isomerización: Tiene como objetivo la isomerización de las parafinas lineales de pentanos y hexanos.
Descripción del Proceso
ISOMERIZACIÓN
UNIDADES DE PROCESO
La sección de HTN separa en un splitter (separador) el corte isomerizable de pentanos y hexanos de la Nafta Liviana por la parte superior y el corte de heptanos y más pesados no isomerizables por la parte inferior.
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 de ingresar al reactor.
Sección de Hidrotratamiento de Naftas
ISOMERIZACIÓN
UNIDADES DE PROCESO
Sección de Hidrotratamiento de Naftas En el reactor se producen las reacciones de
hidrotratamiento sobre un catalizador de Cobalto-Molibdeno para eliminar los contaminantes: 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 en un lecho adsorbente, sulfur guard, para eliminar cualquier traza de azufre que pueda aún contener para finalmente ser enviado a la sección de Isomerización.
Diagrama de la Sección de Hidrotratamiento
NAFTATRATADA
UNIDADES DE PROCESO
ISOMERIZACIÓN
UNIDADES DE PROCESO
Sección de Isomerización
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 de Isomerización.
Luego de pasar por los secadores la corriente se lleva a temperatura de reacción mediante un sistema de intercambio con el efluente del mismo.
ISOMERIZACIÓN
UNIDADES DE PROCESO
Sección de Isomerización
Mientras que en el primer reactor se favorece la cinética de las reacciones operando a mayor temperatura, en el segundo se favorece el equilibrio termodinámico de las mismas mediante su operación a menor temperatura.
El catalizador de los reactores de Isomerización está compuesto por platino sobre alúmina clorada.
El efluente del segundo reactor es enviado a una torre estabilizadora para despojar los compuestos livianos de la nafta isomerizada.
Diagrama de la Sección de Isomerización
UNIDADES DE PROCESO
Diagrama de la Sección de Isomerización
UNIDADES DE PROCESO
REACCIONES DE ISOMERIZACION
Isomerización de n-C5
Isomerización de n-C6
UNIDADES DE PROCESO
ALKYLACIÓN
Es un proceso catalítico en el cual se combina una isoparafina (isobutano) y una olefina (butileno) para producir un compuesto de mayor peso molecular, llamado alkylato, que se encuentra dentro del rango de destilación de las naftas.
La Unidad de Alquilación está compuesta por dos secciones:
UNIDADES DE PROCESO
ALKYLACION
UNIDADES DE PROCESO
HYDRISOM (Hidroisomerización de butenos): Tiene como objetivo la eliminación de compuestos contaminantes del catalizador HF y la isomerización del 1-buteno a 2-buteno para obtener una olefina alquilable a un compuesto de mayor valor octánico.
HF-ALKYLACIÓN (Reacción de Alkylación): Tiene como objetivo la Alkylación catalítica de las isoparafinas y olefinas.
ALKYLACIÓN
UNIDADES DE PROCESO
Hidro Isomerización
La sección de Hydrisom prepara la carga a procesar en la sección de HF-Alkylación.
Elimina selectivamente los contaminantes del catalizador HF de la corriente de butanos, e isomeriza el 1-buteno a 2-buteno de manera de obtener un alkylato de un valor octánico de RON 3 puntos superior.
La corriente de butano ingresa a un coalescedor para eliminar el agua que pueda arrastrar del proceso anterior.
ALKYLACIÓN
UNIDADES DE PROCESO
Hidro Isomerización
Esta corriente se pone en contacto con hidrógeno e ingresa al reactor luego de pasar por un tren de intercambio destinado a levantar la temperatura de la mezcla HC/H2 a las condiciones de reacción.
En el reactor se producen las reacciones de saturación e isomerización de los butenos sobre un catalizador de alúmina 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 ácido fluorhídrico utilizado en HF-Alkylación.
DIAGRAMA DE LA SECCION HYDRISOM
UNIDADES DE PROCESO
REACCIONES DE HYDRISOM
En la Sección Hydrisom se llevan a cabo las siguientes reacciones:
Saturación de diolefinas Isomerización de 1-buteno a 2-buteno Saturación de buteno a normal-butano
UNIDADES DE PROCESO
REACCIONES DE HYDRISOM
UNIDADES DE PROCESO
Saturación de diolefinas
Saturación de los compuestos diolefínicos a olefínicos.
Las diolefinas consumen el ácido fluorhídrico utilizado como catalizador en HF-Alkylación
REACCIONES DE HYDRISOM
UNIDADES DE PROCESO
Isomerización de 1-buteno a 2-buteno
El alkylato producido por la alquilación del 2-buteno tiene un número octánico 3 puntos mayor al producido por la alquilación del 1-buteno.
REACCIONES DE HYDRISOM
UNIDADES DE PROCESO
Saturación de buteno a normal-butano
Esta reacción indeseada se produce cuando hay un exceso de hidrógeno en la reacción.
Esta reacción no es deseable ya que disminuye la cantidad de compuestos alquilables.
Sección de HF-Alkylación
En la sección de HF-Alkylación se produce la reacción del isobutano y buteno en presencia del catalizador ácido fluorhídrico para formar 2,2,4-trimetil octano y sus isómeros que constituyen una nafta 100% isoparafínica de RON>100 y baja tensión de vapor.
La corriente de butano tratado de Hydrisom se pone en contacto con el isobutano fresco, el isobutano de la corriente de reciclo y el ácido fluorhídrico circulante de la línea de bajada del settler (stand-pipe).
UNIDADES DE PROCESO
Sección de HF-Alkylación
La reacción entre los butilenos de la corriente de butano y el isobutano se produce inmediatamente en los dos reactores y los productos ingresan a un recipiente separador o settler.
En el settler se produce la separación del hidrocarburo y el ácido que, debido a la diferencia de gravedad específica (0,95 vs. 0,88 de la mezcla), es inducido a circular por los stand-pipes hacia la zona de reacción.
UNIDADES DE PROCESO
Sección de HF-Alkylación
El hidrocarburo separado en la parte superior del settler, compuesto por propano, isobutano, alkylato y HF disuelto; es enviado a una torre fraccionadora para la rectificación de sus componentes.
El propano y el butano son enviados a producción luego de pasar por dos defluorinadores con alúmina activada y un tratador de hidróxido de potasio para eliminar cualquier traza de ácido que puedan contener.
El isobutano es recirculado nuevamente a la sección de reacción y el producto final, alkylato, es enviado a tanque de almacenamiento.
UNIDADES DE PROCESO
DIAGRAMA DE LA SECCION HF-ALKYLACIÓN
UNIDADES DE PROCESO
REACCIONES DE HYDRISOM
La reacción principal es para obtener Isooctano a partir de butilenos e isobutanos mediante la siguiente ecuación:
UNIDADES DE PROCESO
CRAQUEO CATALITICO FLUIDO
El proceso de craqueo catalítico fluido se basa en la ruptura de cadenas de hidrocarburos del orden de los 45 átomos de carbono.
Mediante la acción de un catalizador se favorece las reacciones se produzcan a una temperatura más baja que la necesaria para el craqueo térmico de la misma carga.
Las reacciones producidas son mucho más rápidas y selectivas que las de craqueo térmico.
UNIDADES DE PROCESO
CRAQUEO CATALITICO FLUIDO
UNIDADES DE PROCESO
Las reacciones generan una cantidad de carbón que se deposita sobre la superficie del catalizador.
Los procesos se desarrollan en forma continua, mediante una circulación de catalizador que se contacta íntimamente con la carga.
Posteriormente el catalizador se regenera por medio de la combustión del carbón producido, lo que produce la energía que requiere el sistema para funcionar.
Características de la Unidad FCC
La carga de la unidad es un producto intermedio de bajo valor, por ejemplo, el HVGO, Residual.
Mediante este proceso se obtiene: Mayor expansión volumétrica (110m3 de
productos/ 100m3 de Carga). Mayor nivel de conversión a productos de alta
demanda y valor comercial. La nafta producida aporta el mayor volumen de
octanos del pool de naftas.
UNIDADES DE PROCESO
Características de la Unidad FCC
Es el proceso de mayor producción de GLP, Butano como materia prima para la producción de MTBE y Alkilato.
Propileno de alto precio y creciente demanda. Requiere de catalizadores a base de óxidos
metálicos (Al2O3/SiO2) conocidos como zeolitas y son usados en lechos fluidizados.
Las reacciones se llevan a cabo a altas T (~515°C) con P ~ 1atm. y son primarias y secundarias
UNIDADES DE PROCESO
REACCIONES DE UFCC
Ruptura de Cadenas (Craqueo):
R-CH2CH2CH2-R R-CH=CH-CH3 + CH3-R
Isomerización:
CH3CH2CH=CH2 i-C4H8
Polimerización:
CH3CH2CH=CH2 CH3-C(CH3)2-C=CH2
UNIDADES DE PROCESO
REACCIONES DE UFCC
Deshidrogenación:
R-CH2CH3 R-CH=CH2 + H2
CH3CH2CH=CH2 CH2=CH-CH=CH2 + H2
Ciclodeshidrogenación:
n-C6H14 Ciclohexano+H2
Aromatización:
Ciclohexano Benceno + H2
UNIDADES DE PROCESO
DIAGRAMA DE LA UNIDAD FCC
La Unidad FCC está constituido de tres secciones:
Sección de Reacción-Generación Sección de Fraccionamiento Sección de Recuperación de Gases
UNIDADES DE PROCESO
Sección Reacción-Regeneración
UNIDADES DE PROCESO
Sección Fraccionamien
to
UNIDADES DE PROCESO
Sección de Recuperación de Gases
UNIDADES DE PROCESO
HIDROCRACKING
La Unidad de Hidrocracking es un proceso fundamental en la Refinería dado que la alta calidad del gas oil que produce, mejora sustancialmente el pool de productos.
La unidad de Hidrocracking procesa gas oil liviano de vacío (LVGO) y gas oil pesado de destilación primaria (AGO).
Produce gas residual, propano comercial, butano comercial, nafta, aerocombustibles JP1 y gas oil comercial (Diesel-2).
UNIDADES DE PROCESO
HIDROCRACKING
UNIDADES DE PROCESO
La carga es calentada y pasa al sistema de reacción que consta de dos reactores en paralelo.
En ellos la carga se pone en contacto junto con el hidrogeno con un catalizador especifico Cobalto-Molibdeno.
En los reactores se obtiene una completa remoción de compuestos de azufre, nitrógeno, oxigenados, olefinas y aromáticos poli cíclicos.
HIDROCRACKING
UNIDADES DE PROCESO
Asimismo, se produce la ruptura de cadenas de alto peso molecular a hidrocarburos de bajo rango de destilación (naftas, jet fuel y gas oil).
El producto obtenido es enviado a un separador gas-liquido donde se libera el hidrógeno que no reaccionó.
Los productos de reacción son enviados a una torre fraccionadora donde son separados.
Diagrama de la Unidad Hidrocracking
UNIDADES DE PROCESO
Diagrama de la Unidad Hidrockackinng
UNIDADES DE PROCESO
Reacciones de Hidrocracking
Las reacciones en la Unidad de Hidrocracking son las siguientes:
Hidro-desulfuración Hidro-desnitrificación Remoción de oxigeno Remoción de metales Remoción de haluros Hidro-cracking Saturación de Aromáticos
UNIDADES DE PROCESO
VISBREAKING
El objetivo es reducir la viscosidad de la carga con la finalidad de minimizar las necesidades de fluidificante (material de corte) en la elaboración de combustibles industriales (fuel oil).
Otro objetivo que se logra con la utilización de estas unidades es la de reducir la producción de combustibles industriales e incrementar la producción de productos de mayor valor agregado.
UNIDADES DE PROCESO
VISBREAKING
UNIDADES DE PROCESO
El proceso de Visbreaking consiste en la rotura de las moléculas del Residuo de Vacío o Atmosférico mediante altas temperaturas, es un proceso de craqueo térmico.
La carga (crudo reducido o residuo de vacío) es calentado en un horno hasta alcanzar la temperatura de reacción, la corriente pasa a un reactor (Soaker) donde se completan las reacciones de craqueo, luego la corriente pasa a una fraccionadora donde se separan en gases, nafta, gas oil y residuo, este último de una viscosidad menor al de la carga.
Diagrama de la Unidad Visbreaking
UNIDADES DE PROCESO
DIAGRAMA DE LA UNIDAD VISBREAKING
UNIDADES DE PROCESO
CRACKING TÉRMICO RETARDADO
Este 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.
Como consecuencia de las reacciones también se produce carbón residual (coque).
El carbón de petróleo o coque se acumula en las cámaras de reacción y es extraído en forma cíclica cada 24 horas.
UNIDADES DE PROCESO
CRACKING TÉRMICO RETARDADO
UNIDADES DE PROCESO
Los productos obtenidos son cargas de otras plantas que acondicionan estas corrientes para obtener C3, C4, Nafta y Gas Oil (Diesel-2) de calidad comercial.
El carbón residual producido es un producto de bajo precio, que se comercializa como insumo en la industria del aluminio.
Este considerado como un proceso de craqueo termico severo, fue desarrollado para minimizar el rendimiento en combustibles residuales (Fuel Oil) en las refinerías.
Diagrama de la Cracking Térmico Retardado
UNIDADES DE PROCESO
Diagrama de la Cracking Térmico Retardado
UNIDADES DE PROCESO
CRACKING TÉRMICO RETARDADO
UNIDADES DE PROCESO
Descripción del Proceso
La carga normal es asfalto proveniente de la destilación al vacío (fondo de vacío), que ingresa a la unidad a 310 °C.
Estas unidades también pueden procesar crudo reducido de UDP.
La alimentación (fondos de vacío o crudo reducido) se calienta a 490 °C en hornos de proceso, luego ingresa a las cámaras de reacción por su parte inferior.
En estos equipos se deposita el carbón residual.
CRACKING TÉRMICO RETARDADO
UNIDADES DE PROCESO
Descripción del Proceso
Los productos más livianos en estado vapor salen por la parte superior ingresando luego a la torre fraccionadora.
En este equipo, los gases sufren condensaciones parciales y se fraccionan, obteniendo tres cortes en función de su rango de destilación (Gas Residual, GLP y Nafta).
CRACKING TÉRMICO RETARDADO
UNIDADES DE PROCESO
Descripción del Proceso
Los Productos que se obtienen son: Gas Residual Propano y Butano (GLP) Nafta Liviana y Pesada Diesel Oil: por un Corte Lateral. Gas Oil Pesado de Coque: por otro Corte Lateral. Producto de Fondo: Reciclado con la Carga.
Reacciones de Cracking Térmico
Las reacciones que se producen son: Reacciones Primarias. Se producen rupturas
de largas moléculas obteniendo- Parafinas- Olefinas- Nafténicos- Aromáticos
Reacciones secundarias. Son fundamentalmente reacciones de polimerización y condensación, que finalmente producen coque.
Estas reacciones demandan mayor tiempo de residencia.
UNIDADES DE PROCESO
Reacciones de Cracking Térmico
Parafinas
UNIDADES DE PROCESO
Reacciones de Cracking Térmico
Olefinas
UNIDADES DE PROCESO
Reacciones de Cracking Térmico
Nafténicos
UNIDADES DE PROCESO
Reacciones de Cracking Térmico
Aromáticos
UNIDADES DE PROCESO
FIN DE LA PRESENTACIÓN
