Polimeros

Plantas de Reformado Catalítico

e Isomerización

REFORMADO CATALÍTICO

Introducción

El reformado de nafta sobre catalizadores de platino fue inventado por UOP, cuando introdujo en proceso Platforming en el año 1947. En la actualidad existen en operación varios procesos de reformado licenciados que emplean catalizadores basados en platino para producir compuestos aromáticos y también nafta de alto octanaje. A diferencia del cracking catalítico, la finalidad del reformado no es craquear la alimentación, sino reacomodar sus moléculas para formar un producto con mayor octanaje.

El reformado de nafta es algo único en la refinación del petróleo ya que el número de octano y el contenido de aromáticos del producto C5+ resultante pueden variar en un amplio rango con sólo ajustar los parámetros operativos. El producto C5+ se llama comúnmente “reformado” y su RON puede variar desde casi 90 hasta más de 100, dependiendo de las propiedades de la alimentación y de las condiciones operativas de la unidad.

El número de octano de las naftas producidas en las otras unidades de la refinería es prácticamente inalterable, por lo tanto, el octanaje elegido en el reformador de nafta es un parámetro importante para la economía de la refinería. El octanaje del reformado y el uso de mejoradores de octanaje tales como el MTBE y el TAME debe ser balanceado económicamente. El aumento de octanaje del reformado reduce la cantidad necesaria de mejoradores de octanaje para lograr el octanaje de la nafta en el pool. Sin embargo, a medida que el octanaje del reformado aumenta, el volumen del mismo disminuye y se necesita mayor cantidad de mejoradores para evitar una reducción del volumen en el pool de naftas.

Rol del reformado catalítico en la refinería

El reformador catalítico es una de las principales unidades de producción de nafta en la refinería. Puede producir el 37% en peso del total del pool de naftas. Otras unidades como el FCC, la unidad de producción de MTBE, alquilación e isomerización, también contribuyen al pool.

El reformador catalítico se alimenta con nafta pesada proveniente de la unidad de topping, la cual está formada principalmente por hidrocarburos C7-C10. Es muy importante la eliminación de C6 de la alimentación del reformador porque formará benceno que es considera cancerígeno.

Por otro lado, el reformador catalítico es una importante fuente de materias primas petroquímicas, ya que provee de una buena cantidad e aromáticos BTX (benceno, tolueno y xilenos). Un ejemplo típico de una unidad de este tipo orientada a la producción de aromáticos es la existente en la Refinería San Lorenzo.

De acuerdo con esto, el proceso de reformado catalítico puede ser operado en dos modos: un modo de severidad elevada para producir principalmente aromáticos (80 – 90% en volumen) y en un modo de severidad media para producir nafta de alto octanaje (70% de aromáticos).

Información general

El proceso antiguo de reformado de vapor utiliza típicamente tres reactores de lecho fijo en serie. En los dos primeros, predominan las reacciones de deshidrogenación endotérmicas, haciendo necesario el uso de hornos intermedios para calentar el efluente hasta la temperatura de entrada deseada para el siguiente reactor. A medida que el catalizador se desactiva, las reacciones exotérmicas de hidrocraqueo aumentan y los requerimientos de recalentamiento disminuyen. En el reactor final, las reacciones de hidrocraqueo son significantes, y puede haber un pequeño incremento de la temperatura a medida que el catalizador se desactiva.

En el proceso de lechos fijos se hace deseable en algún punto del ciclo, sacar los reactores de funcionamiento y regenerar el catalizador. La regeneración consiste en quemar los depósitos de coque y tratar el catalizador químicamente. En algún momento del tiempo el catalizador debe ser completamente reemplazado.

En los años recientes, se han desarrollado e implementado los procesos de reformado catalítico continuo (CCR, por sus siglas en inglés). En estos procesos, el catalizar es circulado a través de reactores y regenerado en un ciclo continuo, similar a los procesos FCC. Las ventajas del reformado catalítico continuo son evidentes. Primero, los reactores nunca salen de funcionamiento para la regeneración del catalizador. Segundo, al mantenerse siempre alta la actividad del catalizador, la distribución de los productos en el reformador se mantiene constante. En los procesos no continuos, la actividad del catalizador disminuye a lo largo del ciclo de regeneración y debe aumentarse la temperatura para mantener las propiedades deseadas del reformado. A medida que la temperatura aumenta, disminuye el rendimiento y la producción de hidrocarburos livianos y coque aumenta.

Los catalizadores del reformado están sujetos a envenenamiento por sulfuro de hidrógeno y otros compuestos de azufre, nitrógeno y oxígeno. Por lo tanto, la alimentación de nafta debe ser pretratada en una operación intermedia de hidrotratamiento para removerle esas impurezas antes del reformado. La mayoría de la carga del reformador es nafta virgen (sin craqueo) de la unidad de destilación atmosférica, sin embargo, otras naftas con puntos de ebullición adecuados pueden aceptarse luego de ser hidrotratadas para eliminarles los venenos del catalizador y para saturar los materiales olefínicos no deseados.

El proceso de reformado de nafta es un contribuyente muy importante en la rentabilidad de una refinería de petróleo. Este proceso continuará siendo foco de mejoras y modificaciones para alcanzar las características cambiantes de los productos refinados en el futuro.

Descripción del proceso

Proceso semi-regenerativo de lecho fijo

En la Fig. siguiente se muestra un flow sheet típico de un reformador de tres lechos, también conocido como proceso semi-regenerativo de lecho fijo.

En este proceso, la unidad debe ser sacada de servicio cuando el catalizador de los reactores necesita regeneración para recuperar su nivel de actividad. La versión cíclica del proceso de reformado incluye un reactor “oscilante o swing” adicional. El reactor swing tiene conexiones que permiten conectar lo línea con cualquiera de los otros reactores mientras ese reactor está siendo regenerado. Eso significa que la unidad no necesita ser sacada de funcionamiento durante la regeneración del catalizador. Esto provee de flexibilidad para la regeneración selectiva del reactor que está experimentando la mayor reducción en su actividad.

La nafta pretratada se combina con gas de reciclo (típicamente 75-85 % molar H2) y se precalienta mediante intercambio con el efluente del reactor 3. La alimentación combinada se lleva hasta

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