Hidrocraqueo & Craqueo Catalítico con Hidrógeno

El proceso de hidrocraqueo es uno de los múltiples procesos que tienen lugar en una unidad de refino de petróleo.  Este proceso se encuentra situado generalmente tras el proceso de destilación atmosférica, en la que se lleva a cabo una primera separación del crudo  un proceso en dos fases que combina el craqueo catalítico y la hidrogenación, y por medio del cual las fracciones de destilado se descomponen en presencia de hidrógeno y catalizadores especiales dando lugar a productos de más valor.

El significado de la palabra hidroconversion   se emplea para describir los diferentes procesos en los que los hidrocarburos reaccionan con hidrógeno. Esta se divide en tres procesos que son:: *El hidrotratamiento *El hidrocraqueo *La hidrogenacion Las unidades de hidrotratamiento son requeridas en la refinería para el tratamiento de corrientes con objeto de eliminar azufre, nitrógeno o metales perjudiciales para los catalizadores. Catalizadores para hidrotratamiento El catalizador para hidrotratamiento es una matriz de alúmina impregnada con combinaciones de cobalto (Co), niquel (Ni), molibdeno (Mo), y tugsteno (W) En venezuela se espera que en Amuay y varias de sus unidades, entre ellas las de hidrotratamiento, coquefaccion retardada y alquilacion, permanezca fuera de servicio; mientras que el craqueador catalitico fluido y dos unidades de destilación operan con limitaciones de 330000 barriles diarios. 

 En comparación con el craqueo catalítico, el hidrocraqueo tiene la ventaja de que se procesan cargas con alto contenido de azufre sin desulfuración previa. En el proceso, la carga de productos aromáticos pesados se convierte en productos más ligeros, a muy altas presiones y temperaturas bastante elevadas. Por otra parte, El hidrocraqueo produce cantidades relativamente grandes de isobutano para cargas de alquilación, así como isomerización para control del punto de goteo y del punto de humo, dos características importantes en el combustible de alta calidad para aviones de reacción.

El hidrocraqueo suave es un proceso de preparación de la carga del craqueo catalítico, o de una línea convencional de producción de aceites lubricantes. Las cargas son destilados a vacío y aceites desasfaltados (DAO).  La conversión es del 15-20% en el caso de hidrodesulfuración HDS y un 25-35% en el caso de hidrocraqueo. Composición tipica de cargas, rendimientos y características de los productos del hidrocraqueo suave.

Las reacciones que ocurren en este proceso son: El craqueo Catalítico y la Hidrogención. La reacción de craqueo es endotérmica(necesita calor) y la de hidrogenación es exotérmica(libera calor). Las variables que se deber tomar en cuenta para optimizar los redimintos de las reacciones son: la temperatura, la presión parcial de Hidrógeno, velocidad espacial y relación H2/carga. Estos paramétros son de vital importancia para asegurar la veracidad las reacciones. Estas reacciones proporcionan un exceso de calor el cual es liberado por las reacciones secuandarias(exotérmicas). Este exceso de calor hace que la temperatura del reactor se incremente, lo que ocasiona la aceleración de la velocidad de reacción.

Este proceso se aplica a los residuos de vacio y atmosfericos. Su objetivo es de convertir parcialmente, las fracciones pesadas las cuales estan fuertemente contaminadas por impurezas naturales (Nitrogeno, azufre, asfaltenos) y preparar cargas para conversiones severas o producir full oil. La conversión en productos ligeros esta limitada por el contenido de asfaltenos contenidos, en una conversión severa los asfaltenos residuales no son solubles en el medio, existe riesgo de que precipiten y que den lugar a la generación de residuos inestables inadecuados para la venta. Los productos generados son principalmente un corte de nafta, que despues de pretratado sera transformado en el reformado catalítico, una fracción va destinada al “pool” de gasóleo y un residuo atmosferico o un destilado al vacio cuyas caracteristicas y contenido en impurezas depeden del origen del crudo y de la severidad del tratamiento.

Tambien llamado  hidrodesulfuración térmica   (HDT),  esto es un proceso químico catalítico destinado a eliminar el azufre (impureza contaminante) que se encuentra en el gas natural y de los productos refinados del petróleo, tales como gasolina o gasolina, combustible del jet, queroseno, combustible diesel, y fuel oils; ​y que se instala antes de los procesos que pueden ver afectados sus catalizadores como el reformado. Este azufre se encuentra combinado formando componentes químicos que, de ser encontrados en los combustibles en el motor en el momento de la combustión, este se corroería y al mismo tiempo, al ser expulsados los gases, contaminarían el ambiente. El nivel de hidrodesulfuración depende de varios factores entre ellos la naturaleza de la fracción de petróleo a tratar (composición y tipos de compuestos de azufre presentes), de la selectividad y actividad del tipo de catalizador uti...

El proceso de hidrocraqueo es incuestionablemente el proceso de cracking más  versátil que existe. Se utiliza para una amplia gama de materias primas y condiciones   operativas. Es un compañero ideal del cracking catalítico y puede craquear gas oils ricos en  aromáticos producidos en operaciones de cracking térmico a coque y reductor de  viscosidad. Este proceso es muy flexible. Con sólo algunas pequeñas modificaciones, la  misma unidad puede ser adaptada a diferentes aplicaciones. En los procesos de hidrocraqueo, el consumo de hidrógeno puede ser grande y  generalmente se necesita una fuente adicional de hidrógeno. Debido a que las reacciones  de hidrocraqueo son exotérmicas, hay un aumento significativo de temperatura a través  del reactor y debe haber algún tipo de control de temperatura incluido en el diseño del   proceso. Generalmente se inyecta una corriente “quench” de hidrógeno frío en la mezcla  reaccionante cal...

El primer proceso de hidrotratamiento que fue utilizada a gran escala fue el  tratamiento con hidrógeno de las naftas que se alimentan a reformado catalítico.  Hoy en  día, este proceso de continua utilizando para eliminar compuestos de azufre, nitrógeno, y  oxígeno de las materias primas del reformador. Sumado a este proceso tradicional, la nafta  pesada de cracking térmico puede ser hidrotratada para utilizarse como alimentación de  reformado catalítico. También se ha vuelto ventajoso hidrotratar materias primas de otras unidades de la  refinería. Debido a que el precio y el mercado de los combustibles pesados han disminuido,  se ha adoptado el mejoramiento de cortes de petróleo de bajo grado tales como gas oil de  coker. Estos cortes tienen impurezas que envenenan el catalizador de cracking catalítico, y  es necesario hidrotratarlos antes del proceso FCC. Sumando a esto, las operaciones de  hidrocraqueo incorporan ...

En la alimentación del proceso de hidrotratamiento los compuestos típicos que se encuentran:   Además En el proceso de hidrotratamiento las Condiciones de operaciones típicas son las siguientes: En el proceso de hidrotratamiento hay que tomar en cuenta: ·          Presión parcial de hidrógeno: la correcta regulación de dicha presión parcial tiene la finalidad de minimizar la formación de coque. ·          Velocidad espacial: si se aumenta la velocidad espacial, disminuye la desulfuración. Esto puede contrarrestarse aumentando la presión y temperatura del reactor. ·          Temperatura: aumentar la temperatura del reactor motivara a la desulfurizacion. Debe tomarse en cuenta que a temperaturas mayores de 475 grados centígrados se produce un excesivo coque y envejecimiento de catalizador. ·        ...

Las siguientes tablas presentan una composición típica de carga, así como los rendimentos y caracteristicas de los productos. En el proceso de “Hidrocraqueo".

      La hidroconversión (o hidrorrefino) es un término que se emplea para describir a  todos los procesos diferentes en los cuales los hidrocarburos reaccionan con hidrógeno.  Estos incluyen: el hidrotratamiento, el hidrocraqueo (o hidrocracking) y la hidrogenación. El término hidrotratamiento se refiere al proceso de eliminación de azufre,  nitrógeno y metales de la alimentación mediante hidrógeno en presencia de un catalizador. El hidrocracking es un proceso de cracking catalítico de materias primas para dar productos de bajo punto de ebullición mediante reacción con hidrogeno. La hidrogenación se utiliza cuando los aromáticos son saturados con hidrógeno a sus correspondientes naftenos. El uso de las distintas técnicas de hidroconversión depende de las materias primas y de los productos deseados Proceso en donde se encuentra presente el hidrorrefino

En el departamento de hidrotratamiento estan destinados a la producción de combustibles limpios, en donde el diésel se une con el h2 de alta pureza que proviene de la unidad de generación de hidrógeno, para despojarlo del alto contenido de azufre que luego es tratado para causar el menor impacto ambiental. Por otra parte, la presencia de azufre está relacionada con el crudo del que se procesan los combustibles y si no se procesa puede generar daños ambientales que puedan dañar la salud tanto de los humanos como la de animales y del medio ambiente como tal.

El hidrocraqueo es un procedimiento que combina el craqueo catalítico y la hidrogenación, por lo cual las fracciones de destilado se descomponen en la presencia de hidrógeno y catalizadores especificos que dan lugar a compuestos más livianos y de mayor valor. A diferecia con el craqueo catalítico, el hidrocraqueo procesa cargas con alto contenido de azufre sin desulfurizacion previa, lo cual contribuye en la rápidez del proceso y en el menor uso de unidades. Durante estos procesos los productos aromaticos se convierten en mas ligeros dentro de un margen de presiones que varían entre los 80 y los 130 atm y temperaturas en una rango dd 290 a 400 °C, cabe destacar que todo dependerá de las caracteristicas particulares del proceso. Como se ha descrito en comentarios anteriores, el hidrocraqueo se atiende a los tipos de reacciones que tienen lugar. Las reaccioes de craqueo son endotermicas , se necesita energia para que se lleven a cabo por l...

El proceso de Craqueo catalítico con  hidrógeno  fue desarrollado comercialmente por la I.G Farben Industrie en 1927 con el fin de generar gasolina y fue llevado a EEUU por Esso Research and Enginieerin Company en los inicios de los años treinta para ser utilizado en la degradación de crudo de petroleo y sus productos. Actualmente se han desarrollado mejores catalizadores que nos permiten trabajar a presiones relativamente bajas, la demanda decreciente de destilados combustibles ha motivados  la necesidad de convertir los derivados del petroleo de mayores puntos de ebullición en  gasolina , queroseno , combustible para aviones y diésel,   por esto se han creado diversos procesos para los productos requeridos por la demanda pero pocos procesos tienen la versatilidad del el craqueo catalítico con hidrógeno del cual tenemos las siguientes ventajas:  1.- Se obtiene un mejor balance en la producción de gasolina y de...

      El craqueo catalítico fluidizado (FCC)  es el proceso de refinación desde el origen más importante en la destilación del crudo, en lo que respecta a la capacidad de producción de toda la industria y el efecto general que posee en las operaciones de refinación y en su aspecto económico. El proceso opera a altas temperaturas y baja presión y emplea un catalizador para convertir el gasóleo pesado a partir de la destilación del crudo (y otros flujos pesados) en gases livianos, materias primas de petroquímicos, mezcla de componentes de gasolina (nafta de FCC), y mezcla de componentes de combustible diésel (aceite cíclico ligero). Proceso de FCC.                  El FCC ofrece: A ltos rendimientos de gasolina y material destilado (en el rango de 60-75 vol% en la carga de FCC), Alta confiabilidad y bajos costos operativos, Flexibilidad operativa para adaptarse a los cambios en la ...

        Los procesos de tratamiento provocan reacciones químicas que extraen los heteroátomos (por  ejemplo, azufre, nitrógeno, metales pesados) y/o ciertos compuestos específicos de las fracciones  de petróleo crudo y los flujos de refinación, para diferentes fines. Los fines más importantes son:  Cumplir las especificaciones del producto refinado (por ejemplo, el contenido de azufre en la  gasolina y el combustible diésel, el contenido de benceno en la gasolina, etc.)  Proteger los  catalizadores que se usan en los diferentes procesos de refinación de la desactivación  (“contaminación”) ocasionada por el contacto prolongado con heteroátomos.          Sin duda, entre las  diversas tecnologías de tratamiento, la que se usa con más frecuencia es la hidrogenación catalítica  o hidrotratamiento. Proceso de hidrocraqueo.               Los hidrotratad...

            El hidrocraqueo , convierte los destilados y el gasóleo a partir de la destilación del crudo (como así también otros flujos de refinería pesados), principalmente en gasolina y destilados. Este es un proceso catalítico que opera a temperatura moderada y a alta presión. Aplica hidrógeno generado externamente para descomponer el destilado y las cargas de gasóleo pesado en gases livianos, materias primas de petroquímicos, y mezcla de componentes de gasolina y combustible diésel.      El hidrocraqueo ofrece altos rendimientos de productos livianos y una  extensa flexibilidad operativa. El rendimiento del producto a partir del hidrocraqueo depende del  modo como está diseñada y opera la unidad.       El proceso de hidrocraqueo se puede dividir atendiendo a los tipos de reacciones que tienen lugar: Reacciones de craqueo : Son endotérmicas, es decir, necesitan energía para llevarse a cabo, para...