Cracking Catalitico
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CRACKING CATALITICO
EL ALMA DE LA REFINERIA
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INTRODUCCION
EL crackeo catalítico es importante debido a que modifica los procesos usados en la refinería
para convertir crudos pesados en la valiosa gasolina y productos muchos más ligeros.
Los gases ligeros producidos por craqueo catalítico contiene más olefinas que las producidas
por el crackeo térmico.
El catalizador modifica, profundamente, el mecanismo de ruptura de los enlaces entre átomosde carbono y aumenta la velocidad de transformación.
El catalizador reduce la severidad de las reacciones y elimina la mayor parte de las reacciones
secundarias, productores de gas, cok y residuos pesados.
El catalizador puede ser regenerado para mantenerlo en actividad útil
(reactor regenerador ) y la reacción de craqueo es endotérmica y la de regeneración esexotérmica, por lo que algunas unidades se diseñan para aprovechar este intercambio.
“UNIDADES DE EQUILIBIOR DE CALOR”
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CRACKING CATALITICO
CLASIFICACION
Los procesos de cracking catalíticos usados hoy día pueden ser clasificados como unidades
de lecho móvil u unidades de lecho fluidizado.
El proceso de craqueo catalítico Thermafor (TCC), es representativo de las unidades delecho móvil.
El proceso de craqueo catalítico fluidizado (FCC), es representativo de las unidades de
lecho fluidizado.
El mayor campo de acción en la actualidad lo tienen las unidades de FCC .
Crackingcatalítico
TCC
FCC
Unidades decraqueo horizontal
Unidades devertical
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CRACKING CATALITICO
CATALIZADOR1. Proceso: La alimentación de crudo caliente se pone en contacto con el
catalizador, ya sea en la alimentación de línea ascendente o en el
reactor. A medida que la reacción continua, el catalizador se desactiva
progresivamente, por la formación de coke en la superficie de este. Separación mecánica (catalizador-vapores de hidrocarburos.)
Remoción por stripping-regeneración de catalizador.
Reactivación por quema de coke-aire (control de temperatura)
2. Propiedades del catalizador:a. Acidez
b. Superficie, poros, desactivación.
c. Composición, Actividad, selectividad.
d. Resistencia mecánica, dimensión de las partículas
e. Regenerabilidad.
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CRACKING CATALITICOVARIABLES DEL PROCESO
Las variables que mas afectan la conversión y la distribución de los productosson Temperatura de crackeo, relación catalizador/crudo, velocidad espacial,tipo y actividad de catalizador y relación de reciclo.
VARIABLE DEFINICION
Actividad Habilidad de crackear gasóleo a fracciones más pequeñas.
Relación
catalizador/crudo
Lb de catalizador/Lb crudo
Conversión 100 (Volumen de alimentación – Volumen del ciclo
stock)/volumen de alimentación.
Ciclo stock Porción del catalizador del crackeo del efluente no
convertido a nafta y productos más ligeros.
Eficiencia % Gasolina x conversión
Relación de reciclo Volumen de reciclo/volumen de alimento fresco
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CRACKING CATALITICOVARIABLES DEL PROCESO
VARIABLE DEFINICION
Selectividad La relación entre el rendimiento de los productos deseables
para el rendimiento de los productos indeseables (coque y
gas).
Velocidad espacial Se puede definir según velocidad espacial volumétrica(LHSV) o en base peso (WHSV)
LHSV Velocidad espacial liquida por hora entre volumen de
catalizador
WHSV Velocidad espacial en peso por hora en lb de alimentación
entre lb de catalizador
Dentro de los limites normales de operación un incremento en la temperaturade reacción, relación catalizador/crudo, actividad y tiempo de contacto concatalizador, resulta en un incremento en la conversión
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CRACKING CATALITICO
VARIABLES DEL PROCESO
Conversión: Esta en función de la desaparición de crudo, a lo largo del tiempo y,
en el caso de una fracción compleja, como un destilado del petróleo, en función de
la cantidad de gasolina y gas, producidas. [C=100-Y], Y=El tanto por ciento
volumétrico con punto de ebullición superior al punto final de la gasolina.
Alimentación: Una buena alimentación se define como la capacidad de producir
mucha gasolina y poco cok. (Los naftenicos responden a esta definición mientras
que los parafínicos no mucho).
. Reparto de átomos de carbono entre saturados y aromáticos. Nafténicos y
parafínicos.
. Tratamiento de la alimentación en contracorriente con alguno de estos:Fenol, Furfural, SO2 o Gasoil de salida. Tratamiento con H2 para eliminar
compuestos metálicos indeseables.
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CRACKING CATALITICO
VARIABLES DEL PROCESO
•Presión•Temperatura• Balance térmico•Recirculación
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CRACKING CATALITICOVARIABLES DEL PROCESO
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CRACKING CATALITICODE LECHO FLUIDIZADO (FCC)
Localización y control de las
reacciones de crackeo.
El grado de crackeo es controlado
por la profundidad de lecho (tiempo)y temperatura..
Control de la reacción manteniendo
la variación en la rata de circulación
del catalizador.
Precalentamiento del alimento y
corrientes de recirculación donde semezclan con el catalizador
regenerado caliente.
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CRACKING CATALITICOUNIDAD DE FCC
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CRACKING CATALITICOUNIDAD DE FCC
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CRACKING CATALITICOREACCIONES DE CRACKING
Los productos formados en las reacciones de crackeo son el resultado de reacciones
primarias y secundarias.
1. En las reacciones primarias se diseña la ruptura de los enlaces iniciales de Carbono-
Carbono y la neutralización intermedia de los iones carbonio.
Paso 1: Crackeo térmico, reacción suave de iniciación.
Paso2: Cambio de protones
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CRACKING CATALITICO
REACCIONES DE CRACKINGPaso 3: Ruptura beta
Paso 4: Reordenamiento hacia una estructura más estable. El orden de los ionescarbonio en estabilidad es terciario > secundario > primario.
Paso 5: Transferencia de iones de hidrogeno.
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CRACKING CATALITICOREACCIONES DE CRACKING
1. Cracking de parafinas:Se caracteriza por la alta producción de hidrocarburos C3 y C4 en elcrackeo de gases.
2. Cracking de Olefinas :
La rata de crackeo catalítico es más alta que la de las parafinas. Lasreacciones principales son: 1. Rompimiento de enlaces Carbono-carbono,2. Isomerización, 3. Polimerización, 4. Saturación, aromatización yformación de carbones.
3. Cracking de hidrocarburos Nafténicos:Su reacción más importante es en presencia de silica-alumina en la
desidrogenación a aromáticos.4. Cracking de hidrocarburos aromáticos:Predomina la reacción para aromáticos con largas cadenas alkil se
dividen las cadenas sin romper el anillo.
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CRACKING CATALITICOCATALIZADOR
Comercialmente se dividen en tres: 1. Aluminosilicatos naturales con tratamiento
ácido, 2. Combinaciones sintéticas amorfas de silica-alumina y 3. cristalina sintética
de alúmina-sílice catalizadores llamados zeolitas o tamices moleculares.
Ventajas del catalizador de zeolita sobre los naturales y catalizadores sintéticos amorfos:1. Mayor actividad
2. Mayor rendimiento de gasolina en la conversión.
3. Producción de gasolina conteniendo mayor porcentaje de parafinas e hidrocarburos
aromáticos.
4. Baja producción de coke.5. Incremento en la producción de isobutano.
6. Capacidad de ir a conversiones más altas sin pasar por overcracking
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CRACKING CATALITICOCATALIZADOR
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CRACKING CATALITICOCOMPARACIONES
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CRACKING CATALITICOCOMPARACIONES
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