CRAQUEO CATALITICO

INTRODUCCIÓN

El petróleo constituye hoy en día la principal fuente de energía, ya que el 40% de la energía mundial está proporcionada por este combustible.

El éxito de esta materia prima se debe a la gran cantidad de derivados que se obtienen de diversos tratamientos.

Al ser de origen fósil, se ha especulado durante décadas sobre las reservas existentes, clasificándola dentro del grupo de energías no renovables. El último estudio realizado sobre este tema, por “Oil and Gas Journal” estima una reserva mundial de 143 mil millones de toneladas de crudo.

El origen orgánico del petróleo viene determinado por la transformación del CO2 en materia vegetal por la flora marina, de la cual se alimenta la fauna marina. Estos al morir se depositan en el fondo mezclándose con los sedimentos y descomponiéndose en unas condiciones de altas presiones y ausencia de oxígeno, dando origen al petróleo que se acumula aprovechando los accidentes geográficos (fallas).

Debido a este origen marino, el petróleo presenta en su composición un pequeño porcentaje de agua salada. Los hidrocarburos (carbono e hidrógeno) constituyen el 97% de la materia y un 3% de azufre, oxígeno y nitrógeno y otros elementos metálicos.

La composición, el lugar de origen del yacimiento, la concentración de azufre y su densidad (grados API) determinan la clasificación de las calidades del petróleo:

Crudo liviano o ligero: tiene gravedades API mayores a 31,1 °API. (Brent e Istmo)

Crudo medio o mediano: tiene gravedades API entre 22,3 y 31,1 °API. (Maya)

Crudo pesado: tiene gravedades API entre 10 y 22,3 °API.

Crudo extrapesado: gravedades API menores a 10 °API.

La densidad y nivel de azufre del petróleo crudo afecta al nivel de procesamiento y de conversión necesarios para la obtención de los distintos productos.

Cuantos más grados API presenta el crudo, menor es su densidad y por lo tanto, su calidad es mayor, ya que el proceso de refinado requiere menor aporte energético. Es interesante, para la industria que la concentración de azufre sea mínima, debido a que es un elemento residual carente de interés comercial y el proceso de desulfuración del crudo se encarece.

PROCESO

Después de la extracción del petróleo de los yacimientos, transporte a las plantas de refinado, el proceso está constituido por cuatro objetivos principales:

1. Fraccionamiento del crudo mediante destilación.

2. Convertir las fracciones de menor demanda en fracciones como la gasolina y similares mediante craqueo.

3. Elevar la calidad de las gasolinas por reformado.

4. Depurar los productos obtenidos anteriormente por refino final.

De estos 4 puntos nombrados, la mayor importancia se centra en el craqueo. Se tratará a continuación de forma más detallada.

CRAQUEO

El craqueo catalítico se utiliza por primera vez en 1937 y en 1942 se instala la primera unidad en EEUU. Durante la segunda guerra mundial alcanzó su máximo desarrollo, con el objetivo de cubrir las necesidades de la Armada. El craqueo catalítico sustituyó al craqueo térmico ya que es un proceso del cual se obtiene un alto rendimiento en las fracciones tipo nafta para la obtención de combustibles con un mayor octanaje . Para ello se utiliza un reactor conocido como FCC (Fluid Catalytic Cracking), que mejora los antiguos que utilizaban arcillas como catalizadores, siendo estos sustituidos por zeolitas. El FCC permite la renovación del catalizador haciéndolo circular desde el reactor al regenerador y viceversa.

CRAQUEO CATALÍTICO

El craqueo catalítico es un proceso iónico donde tienen lugar muchas reacciones simultáneas y consecutivas. El crudo se divide (craquea) en presencia de un catalizador finamente dividido, lo que permite la obtención de muchos hidrocarburos diferentes que luego pueden recombinarse mediante otros procesos para fabricar productos químicos y combustibles de elevado octanaje (medida de la calidad del combustible).

Las reacciones producidas son mucho más rápidas y selectivas que las del craqueo térmico.

Las reacciones generan una cantidad de carbón que se deposita sobre la superficie del catalizador. Los procesos se desarrollan de forma continua mediante una circulación del 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.

Los equipos de reacción de las unidades de cracking constan de tres partes fundamentales:

1. El reactor (RX)

2. El Regenerador (RG)

3. El Stripper (ST)

EL REACTOR

El reactor es el lugar donde se producen las reacciones de craqueo. Hay distintos tipos de tecnologías. Actualmente operan con tiempo de contacto (carga: catalizador) muy bajo donde la parte principal del RX es el

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