Entendimiento del potencial de una carga a FCC para generar productos valiosos y como este conocimiento beneficia al refinador

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1 Entendimiento del potencial de una carga a FCC para generar productos valiosos y como este conocimiento beneficia al refinador Foro del IMP Ciudad de México, Julio del 2012

2 Preguntas claves para hoy 1. De que depende el comportamiento de las cargas? 2. Cuales son los tipos de HC que componen las cargas a FCC?. 3. Se pueden predecir los rendimientos potenciales de una carga a FCC? 4. Como beneficia esta información al refinador? July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 2

3 La calidad de la carga es la variable con el mayor impacto en: Flue Gas Products Coked ( spent ) Catalyst Los rendimientos de productos Las condiciones de operación La calidad de los productos Riser Regenerator Regenerated Catalyst Feed July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 3

4 Familia de Hidrocarburos en Crudos y en Cargas a FCC Familia 1 Parafinas SATURADOS + Familia 2 Cicloparafinas Familia 3 Olefinas Craqueabilidad? Aromáticos Familia 4 RESINAS H O Craqueabilidad? ASFALTENOS N S N S C H C H C H 3 C H 3 C H 3 C H 3 H O S H O S N S Contenido de Hidrógeno! July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 4

5 API Efecto de la fracción de Diesel? Calidad de Gasóleos de Vacío por Tipo de Crudo Rendimientos? C 20 -C 25 Craqueabilidad? 12 Tipo y Contenido de Hidrógeno? MeABP, C Parafinicio 1 Naftenico Intermedio 1 Aromatico Intermedio 2 Parafinico 2 July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 5

6 Saturados, %m Saturados por tipo de gasóleos Rendimientos?? MeABP, C Parafinico 1 Nafténico Intermedio Mezcla Aromático Saturados = Gasolina + LGP July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 6

7 Selectividad Gasolina GASOLINE YIELD, %wt DEFINICIÓN DE CRAQUEABILIDAD Feed: F Maximun Gasoline Yield Craqueabilidad: Conversión en el punto de máximo rendimiento de gasolina Curva Calculada Valores Experimentales Conversión Máxima: Esta relacionada con la Composición química de la carga Conversión Máxima a Gasolina Concepto de Craqueabilidad! Máximo Rendimiento de Gasolina: Esta Relacionado con el tipo de hidrocarburo CONVERSION, %wt IMPACT MIDAS Correlaciones para predecir: LPG, C 3, C 4, C 4=,Nafta, LCO, fondos. Correlaciones entre propiedades Químicas y rendimientos Feed: F Conversión Cinética IMPACT MIDAS July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 7

8 Cómo definir la Craqueabilidad de una Carga? Precursores a LPG y Gasolina: Saturados + Monoaromáticos Parafinas Saturados: Parafinas + Cicloparafinas Monoaromáticos Cicloparafinas Monoaromáticos Octano? S Parafinas con azufre Conversión: Eficiencia de 90% Uriel Navarro Uribe, Ph. D.

9 Qué define los rendimientos potenciales? Precursores a LCO: Diaromáticos S Uriel Navarro Uribe, Ph. D.

10 Que define los rendimientos potenciales? Precursores a HCO, Slurry and Coke: Triaromáticos y más pesados Tetraaromáticos Triaromáticos RESINAS ASFALTENOS H O N S N H O S S H O S Uriel Navarro Uribe, Ph. D.

11 Ind. de Correlación Clasificación de las Cargas - IC Aromáticos Pesados Rendimientos Nafténicos Craqueabilidad C 16 -C 25 Parafínicos Destilados Medios VGO MeABP, C Parafinico Naftenico Intermedio Aromático CI = 473.7xd (48640/ K) July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 11

12 Predicción de Propiedades Flue Gas Products Coked ( spent ) Catalyst Regenerator Regenerated Catalyst Riser Feed July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 12

13 Saturados, %m PREDICCIÓN DE PROPIEDADES S = r = Cargas a FCC a FCC VGO ó leos Gas Gas ó leos > 25.0 VGO Intermedio 20.0 FV Gas ó VGO Aromático Gas ó leos > Arom á ticos VGO Parafinic VGO Cicloparafinico API Saturates = x API July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 13

14 GASOLINE YIELD, %wt Relación entre API y Conversión Feed: F Maximun Gasoline Yield Curva Calculada CONVERSION, %wt IMPACT Valores Experimentales Conversión Máxima a Gasolina Concepto de Craqueabilidad! MIDAS Si la API la conversión máxima July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 14

15 Relación entre API y S de gasóleos July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 15

16 Efecto del punto de ebullición en los metales VGO Crudo pesado July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 16

17 RCM, %m Calidad de Gasóleos a FCC Contenido de RCC Coque Instantáneo C Mezcla de VGO C RCM < MeABP, C Aromatico Intermedio Naftenico P-Intermedio Coque Instantáneo = 0.6 x RCM July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 17

18 Relación entre contenido de H2 y Gasolina Cargas con contenido de H 2, rendimiento de gasolina July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 18

19 Efecto del contenido de H 2 en el Octano RON Cargas Aromáticas Cargas parafínicas/ Hidrotratadas Cargas con contenido de H 2, RON de la gasolina July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 19

20 RESUMEN July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 20

21 Composición Química de las Cargas de FCC VGO Cargas Hidrotratadas Parafinas Calidad: >API,<S,<RCM,<N,<Ni+V,< IR,<IC,>H2 Craqueabilidad: Rendimientos y conversión: Octano: Balance de calor Actividad del catalizador: Monoaromáticos Diaromáticos Cicloparafinas SATURADOS VGO HVGO RESINAS H O Triaromáticos+ Tetraaromáticos+ Cargas con Residuos S ASFALTENOS N N S S S H O RESIDUOS H O Calidad: < API, >S,>RCM,>N,>Ni+V,> IR,>IC<H2 Craqueabilidad: Rendimientos y conversión: Octano: Coque Instantáneo y contaminante: Selectividad del catalizador: Diseño de matrices July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 21

22 Comportamiento de las cargas a FCC Flue Gas Products En los rendimientos En las condiciones de Operación En la calidad de los productos Coked ( spent ) Catalyst Regenerator Regenerated Catalyst Riser Feed July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 22

23 Impacto de la Carga en los rendimientos a Gasolina Max. Conver: 82,9 Max. Conver: 75,5 Max. Conver: 70,0 DMO Demex VGO Fondo HYCRK API 15,0 24,0 32,4 IC 55,0 44,4 24,6 Sarurados; %p 40,0 55,1 80,0 H2; %p 12,0 12,8 14,2 RCC; %p 9,7 0,3 0,0 July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 23

24 Impacto de la Carga en los rendimientos de LPG El tipo de hidrocarburo de la carga afecta el rendimiento de LPG July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 24

25 Impacto de la Carga en las condiciones de Operación A condiciones de operación constantes ni la carga, ni el catalizador tienen un efecto sobre el rendimiento de coque, %FF Diseño del catalizador! 1. Coque de la carga 2. Coque contaminante 3. Coque de circulación 1. Coque Catalítico Impacto en el balance de calor T. del Regenerador July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 25

26 Delta Coque Exp., %wt Impacto de la Carga en las condiciones de Operación Diseño del catalizador! Delta Coque Calculado, %wt Delta Coke = cte cte x Conv. Max + Cte x RCC July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 26

27 Impacto de la Carga en la Calidad de Producto Diseño del catalizador! July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 27

28 Aplicación del Conocimiento En el mundo real July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 28

29 Impacto de la Carga en FCC Propiedades Medidas VGO-Ref. Oferta 1 Oferta 2 Oferta 3 API API Azufre %m Nitrógeno ppm Concarbon %m < Níquel ppm Vanadio ppm Sodio ppm Hierro ppm Punto de Anilina F Destilación C IBP C % C % C % C % C % C FBP C Cual hubiera comprado usted? July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 29

30 Impacto de la Carga en FCC Propiedades Calculadas VGO-Ref. Oferta 1 Oferta 2 Oferta 3 Gravedad Especifica MeABP F MeABP C Indice de Correlación Contenido de Hidrógeno %m Contenido de Saturados %m Contenido de Aromáticos %m Contenido de Diaromáticos %m Indice de refracción Conversión Máxima %m Rendimiento gasolina (Max. Conv.) %m Rendimento de LPG (Max. Conv) %m Gasolina+LPG, %m Rendimiento de LCO (Max. Conv.) %m Factor de Craqueabilidad Más fácil la decisión? Cual cree que compraron! July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 30

31 LPG, %wt Gasolina, %wt Impacto de la Carga en FCC Oct 18-Oct 5-Nov 28-Nov 22-Dec 12-Jan 31-Jan 18-Feb 10-Mar Total LPG C5 + Gasoline ) July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 31

32 Cargas de unidades de FCC de PEMEX-Típica y Severa Efecto de las fracciones livianas Afectan la craqueabilidad? Tipo de HC en esta fracción July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 32

33 H2, %p Cargas de unidades de FCC - PEMEX La carga de Tula la de mayor calidad El contenido de H 2 de las cargas de PEMEX entre %p La conversión máxima entre %p July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 33

34 Cargas de unidades de FCC - PEMEX Tula I y Tula 2 Cadereyta 2 Max. Severidad En general las cargas de PEMEX de buena conversión máxima Buen contenido de saturados + monoaromáticos July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 34

35 Cargas de unidades de FCC - PEMEX Tula I y Tula 2 Cadereyta 2 Carga Tipica Cargas de PEMEX rendimiento máximo potencial de Gasolina + LPG entre 68-78%p. Las cargas de Tula al ser hidrotatadas establecen el máximo potencial Las otras unidades el máximo potencial esta entre 68-73%p July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 35

36 Tula I y II Cargas de unidades de FCC - PEMEX El rendimiento máximo potencial de gasolina entre 57% y 49%p Sin Tula el máximo potencial de gasolina es de 53.8%p Información importante para licitaciones y evaluación de catalizadores en la unidad ACE Contenido de zeolita y actividad de matriz parámetros críticos del catalizador July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 36

37 Cargas de unidades de FCC - PEMEX Tula I y II, con el rendimiento más bajo de coque y de Slurry En general las cargas de PEMEX de bajo coque La actividad, estabilidad y la conversión de fondos propiedades importantes del catalizador July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 37

38 Conclusiones y Recomendaciones La carga la variable con el mayor impacto en los rendimientos La calidad de la carga afecta el DELTA COQUE La carga ni el catalizador tienen un mayor impacto en el rendimiento de coque (%wt FF) Es necesario definir la mejor interacción calidad de carga tecnología del catalizador Las cargas de PEMEX con buen potencial de productos valiosos Se recomienda tener en cuenta los rendimientos potenciales de la carga para optimizar la unidad y para los procesos de licitación y evaluación de los catalizadores en la ACE La selección de los catalizadores deben garantizar alcanzar el máximo potencial July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 38

39 Muchas Gracias Por su atención July 12, 2012 Uriel Navarro Uribe, Ph. D. 39