COQUIZACIÓN DE PETRÓLEO PLANTAS MEJORADORAS de CRUDOS

Transcripción

1 Marzo 2010 COQUIZACIÓN DE PETRÓLEO y PLANTAS MEJORADORAS de CRUDOS Kiara Delzo Alejandro Goldar José Grieco

2 AGENDA 1.Importancia en Venezuela de los PCPC 2.Procesos de Conversión Profunda de Crudos PCPC 2.1. Coquización retardada 2.2. Flexicoking 2.3. Coquización Beneficios 2.4.Coquización en Refinerías Venezolanas 3. Plantas mejoradoras de crudo

3 1. IMPORTANCIA DE LOS PCPC Qué son las reservas de crudo? Probadas Desarrolladas y no Desarrolladas No probadas Probables y Posibles

4 1. IMPORTANCIA DE LOS PCPC Características del crudo pesado Materiales con puntos de ebullición superiores a los 650 F (345 C) incluyendo residuos de destilación Prácticamente hay una ausencia de componentes volátiles. Dentro de las fracciones de petróleos se consideran dentro de la categoría de alto punto de ebullición ó residuos.

5 2.1. COQUIZACIÓN RETARDADA Definición... Es un proceso de craqueo térmico empleado para convertir residuos pesados en productos de alto valor comercial Se dice retardada porque se quiere primero el craqueo y retardar la coquización.

6 2.1. COQUIZACIÓN RETARDADA TECNOLOGÍA DE COQUIZACIÓN PREDOMINANTE

7 2.1. COQUIZACIÓN RETARDADA Refinería Amuay LA TECNOLOGÍA DE COQUIZACIÓN RETARDADA ES RELATIVAMENTE ECONÓMICA

8 2.1. COQUIZACIÓN RETARDADA Procesos de Coquización de Petróleo y Plantas Mejoradoras de Crudos

9 2.1. COQUIZACIÓN RETARDADA Propósitos específicos... OBTENCIÓN DE RESIDUOS PESADOS PARA PRODUCIR DESTILADOS (NAFTAS Y GASES) QUE PUEDES SER DEGRADADOS CATALÍTICAMENTE. - HIDROTRATAMIENTO, CRAQUEO CATALÍTICO Y/O HIDROCRAQUEO PROCESAR RESIDUOS PESADOS QUE NO PUEDEN SER EMPLEADOS EN PROCESOS CATALÍTICOS GRANDES CONCENTRACIONES DE RESINAS, ASFALTENOS Y COMPUESTOS CON HETEROÁTOMOS CAPACES DE ENVENENAR EL CATALIZADOR.

10 2.1. COQUIZACIÓN RETARDADA Principios de Operación... -ALTAS TEMPERATURAS Y BAJAS PRESIONES FAVORECEN EL CRAQUEO, SIN EMBARGO TAMBIÉN LA COQUIZACIÓN: MAS DESTILADOS LÍQUIDOS / BAJOS RENDIMIENTOS DE COQUE Y DE GASES DE HIDROCARBUROS -ALTOS TIEMPOS DE RESIDENCIA FAVORESCEN LAS REACCIONES DE COMBINACIÓN. -SOBRECONVERSIÓN REDUCIRÁ LOS DESTILADOS Y LA PRODUCCIÓN DE COQUE Y GASES DE HC.

11 2.1. COQUIZACIÓN RETARDADA Principios de Operación... Reacciones de Craqueo... PARAFINAS SATURADAS CRAQUEAN PARA FORMAR OLEFINAS Y PARAFINAS DE BAJO PESO MOLECULAR - ISOMERIZACIÓN ES INSIGNIFICANTE REACCIONES LATERALES CRAQUEAN LOS PEQUEÑOS ANILLOS AROMÁTICOS (PAA), NAFTENOS Y LOS AROMÁTICOS POLINUCLEARES (APN) - NAFTENOS PUEDEN DESHIDROGENAR HACIA AROMÁTICOS - LOS PAA PUEDEN CONDENSAR HACIA APN MÁS GRANDES Y TERMICAMENTE ESTABLES

12 2.1. COQUIZACIÓN RETARDADA Principios de Operación... Reacciones de Combinación... - OLEFINAS DE BAJO PESO MOLECULAR FORMAN COMPUESTOS DE ALTO PESO MOLECULAR - LOS PAA SE COMBINAN PARA FORMAR RESINAS - LAS RESINAS DESPUÉS DE CRAQUEAR LAS CADENAS LATERALES, COMBINAN SUS RESTANTES APN PARA FORMAR ASFALTENOS - LOS ASFALTENOS DESPUÉS DE CRAQUEAR LAS CADENAS LATERALES PERMANECEN CON GRANDES APN LOS APN MÁS GRANDES PRECIPITAN PARA FORMAR LÍQUIDOS CRISTALINOS

13 2.1. COQUIZACIÓN RETARDADA Procesos de Coquización de Petróleo y Plantas Mejoradoras de Crudos

14 2.1. COQUIZACIÓN RETARDADA Principios de operación de una planta Condiciones de operación ALIMENTACIÓN AL FRACCIONADOR: - SALIDA DEL TOPE DEL TAMBOR ENVIADA HACIA EL FONDO DEL FRACCIONADOR SOBRE EL NIVEL DE LÍQUIDO ALIMENTACIÓN RESIDUAL FRESCA: - TIPICAMENTE SE ENVIA AL FONDO DEL FRACCIONADOR POR DEBAJO DEL NIVEL DE LÍQUIDO - SE DESPOJAN LOS LIVIANOS DE LA ALIMENTACIÓN - SE PRECALIENTA LA ALIMENTACIÓN Y SE CONDENSAN LAS FRACCIONES PESADAS DEL VAPOR QUE VIENE DEL TAMBOR

15 2.1. COQUIZACIÓN RETARDADA Principios de operación de una planta Condiciones de operación RECICLO: - USO PARA DISMINUIR LOS CONTAMINANTES (METALES, AZUFRE, RESIDUOS DE CARBON CONRADSON) EN LAS FRACCIONES PESADAS CONSIDERACIONES: - SE DEBE LIMITAR EL TIEMPO DE RESIDENCIA DENTRO DEL FRACCIONADOR A UNOS MINUTOS DEBIDO A QUE LA COQUIZACIÓN ES UNA FUNCIÓN DEL TIEMPO - SE REMUEVE UN POCO DE ACEITE DEL FONDO DEL FRACCIONADOR Y SE DISPONE COMO COMBUSTIBLE

16 2.1. COQUIZACIÓN RETARDADA Principios de operación de una planta Condiciones de operación - LA ALIMENTACIÓN SE CALIENTA EN EL HORNO - TEMPERATURA DE SALIDA ALREDEDOR DE 925ºF - EL CRAQUEO COMIENZA A ALREDEDOR DE 800ºF - REACCIONES ENDOTÉRMICAS - SOBRECALENTAMIENTO PERMITE QUE LAS REACCIONES DE CRAQUEO CONTINUEN EN LOS TAMBORES - SE MANTIENEN LAS VELOCIDADES ALTAS EN EL HORNO

17 2.1. COQUIZACIÓN RETARDADA Principios de operación de una planta Condiciones de operación - PROVIENE DEL PROCESO DE DECOQUIZACION. - PASA A TRAVÉS DEL MACHACADOR - TRANSPORTADO A UN COLECTOR DE SLURRY - EL SLURRY SE BOMBEA ENVIANDOLO HACIA LOS COMPARTIMIENTOS SUPERIORES DE DESECACIÓN. - EL AGUA DE LOS COMPARTIMIENTOS SE DRENA HACIA EL COLECTOR - EL COQUE DRENADO ES ENVIADO A LOS SILOS - OTRAS CONSIDERACIONES

18 2.1. COQUIZACIÓN RETARDADA Principios de operación de una planta Materia Prima CANTIDAD DE COQUE FORMADO RELACIONADO CON EL CARBÓN RESIDUAL DE LA ALIMENTACIÓN - METODO RANSBOTTOM (ASTM D-524) - CARBÓN CONRADSON (ASTM D-189) - PRUEBA DE RESIDUO DE MICROCARBON 6% DE AZUFRE /1000PPM (PESO) DE METALES / EL (RCC) DE 20-30% (P/P) EN ÚLTIMA INSTANCIA LA ALIMENTACIÓN DEPENDE DEL TIPO DE COQUE QUE SE DESEA PRODUCIR (CASOS ESPECIALES)

19 2.1. COQUIZACIÓN RETARDADA Principios de operación de una planta Productos RENDIMIENTOS GAS 15% LÍQUIDO 55% COQUE 30%

20 2.1. COQUIZACIÓN RETARDADA Principios de operación de una planta Productos GAS LÍQUIDO PRODUCTOS FINALES - AROMÁTICOS REDUCIDOS Y HETEROATOMOS... - LAS FRACCIONES DE NAFTAS - SÓLO PEQUEÑAS FRACCIONES DEL POOL DE GASOLINAS

21 2.1. COQUIZACIÓN RETARDADA Principios de operación de una planta Productos COQUE POSEE GRANDES CANTIDADES DE METALES Y AZUFRE PUEDE REPRESENTA UN PROBLEMA DE DISPOSICIÓN COQUE ANODO COQUE AGUJA COQUE COMBUSTIBLE COQUE PANAL. COQUE BALA.

22 2.1. COQUIZACIÓN RETARDADA Ciclo Operacional de una planta

23 2.1. COQUIZACIÓN RETARDADA Problemas Operacionales

27 2.2. COQUIZACIÓN FLUIDA Definición... Es un proceso de craqueo térmico en lecho fluidizado y continuo en el cual no se utilizan hornos de precalentamiento Al ser continua se disminuyen los tiempos de operación y el consumo energético al usar coque como medio de transferencia

28 2.2. COQUIZACIÓN FLUIDA Procesos de Coquización de Petróleo y Plantas Mejoradoras de Crudos

29 2.2. COQUIZACIÓN FLUIDA Flexicoking

30 2.2. COQUIZACIÓN FLUIDA Principios de Operación... Temperatura del reactor C Tiempo de residencia: s Presiones mas bajas que coquización retardada Reactor 600 ton de lecho con partículas de micrones Reactor 7m diámetro y L/D=10 Calor vía coque 200 ton/h y dt=100 C Temperatura del horno C Temperatura del gasificador (flexicoking) C Gasificador de D=16 m y L=7m Se gasifica 85-90% del coque (flexicoking)

31 2.2. COQUIZACIÓN FLUIDA Principios de operación de una planta Productos RENDIMIENTOS GAS 10% LÍQUIDO 66% COQUE 24%

32 2.2. COQUIZACIÓN FLUIDA Principios de operación de una planta Productos REMOCIÓN AZUFRE 55% NITROGENO 60% METALES 99%

33 2.2. COQUIZACIÓN FLUIDA Problemas Operacionales Temperatura del reactor muy alta Sobrecraqueo Temperatura del reactor muy baja Coque pegajoso/obstruccion transporte Carburización de los internos del quemador de acero inoxidable (18% Cr / 8% Ni) Corrosión de las paredes e internos de los equipos por sulfuro de hidrogeno

34 2.3. COQUIZACIÓN BENEFICIOS COQUIZACION RETARDADA COQUIZACION FLUIDA FLEXICOKING Temperaturas del proceso Tiempo de operación C C C 16h 15-20s 15-20s Proceso Batch Continuo Continuo Formación de coque 30% 24% 10% Costos x x

35 2.3. COQUIZACIÓN BENEFICIOS Procesos de Coquización de Petróleo y Plantas Mejoradoras de Crudos

38 2.4. COQUIZACIÓN EN REFINERIAS EN VZLA Cardon (Coquización retardada)

39 2.4. COQUIZACIÓN EN REFINERIAS EN VZLA Amuay (Coquización retardada y flexicoking)

40 3. PLANTAS MEJORADORAS DE CRUDOS 3.1 Características de Crudos Extrapesados Bajo rendimiento de destilados Bajo API y elevada µ CRUDOS EXTRAPESADOS Elevada Acidez TAN > 3,5mgKOH/g Alto contenido de metales: V, Ni, Fe Elevado contenido de S. S>1%p/p

41 3. PLANTAS MEJORADORAS DE CRUDOS 3.2 Mejoramiento Lograr un incremento en la relación H/C Gravedad API Contenido de S y N2 Contenido de metales y % CCR Viscosidad

42 3. PLANTAS MEJORADORAS DE CRUDOS 3.3 Mejoradoras Plantas físicas de tratamiento del crudo para mejorarlo MEJORADORA Crudo XP API - μ> cp* - Azufre>3%p - TAN > 2mgKOH/g - Metales > 500 ppm Crudo Sintético -Azufre -Coque - Gas REFINERÍAS RENDIMIENTO Crudo Mejorado/Crudo XP = 100MBDC /89 MBDC= 0,89

43 3. PLANTAS MEJORADORAS DE CRUDOS 3.4 Esquemas generales Crudo de B-M gravedad API Crudo de M-A gravedad API

44 3. PLANTAS MEJORADORAS DE CRUDOS 3.5 Propósitos de las mejoradoras en Venezuela Producir crudo con una gravedad de 20 a 38 API Rendimiento de los cortes y calidad del crudo sintético acordes con el mercado objetivo Crudo sintético producido debe poder mezclarse con otros crudos Estable térmicamente, para evitar su coquificación en los hornos Aumentar carga de crudo pesado a la refinería

45 3. PLANTAS MEJORADORAS DE CRUDOS 3.6 Mejoradoras en Venezuela EAE Empresa Mixta Bloque de producción Sincor Petrocedeño* Boyacá Petrozuata Petroanzoátegui Junín Ameriven Petropiar Ayacucho Cerro Negro Petromonagas Carabobo 550 MBDC para el 2008

46 3. PLANTAS MEJORADORAS DE CRUDOS 3.6 Mejoradoras en Venezuela PETROMONAGAS CERRO NEGRO (1997) IOp:2001 -Recibe crudo de CN a 8,6 API -Produce crudo 16 API y 3,3%p S -Capacidad 120mil BPD -Esquema sencillo y STGC -Crudo sintético se exporta: USA y Alemania.

47 3. PLANTAS MEJORADORAS DE CRUDOS 3.6 Mejoradoras en Venezuela PETROANZOATEGUI PETROZUATA(1996) IOp Recibe crudo de Zuata: 9,3 API -Produce crudo API y 2,8%S. - Capacidad 120 MBDC - Usa procesos Superclaus -Tratamiento de gas para extraer S y endulzamiento de gases

48 3. PLANTAS MEJORADORAS DE CRUDOS 3.6 Mejoradoras en Venezuela PETROPIAR AMERIVEN (1997) IOp Recibe el crudo Hamaca -Capacidad 190 MBDP -Produce crudo de 26 API y 1,6% p S -Usa el proceso SCOTtm para tratamiento de gas de cola

49 3. PLANTAS MEJORADORAS DE CRUDOS 3.6 Mejoradoras en Venezuela PETROCEDEÑO SINCOR (1996) IOp Esquema complejo -Recibe crudo Sincor a 8,9 API. - Produce: Crudo de 33 API -Despacha S Solido y líquido. -Capacidad 200 mil BDP -Emplea proceso Superclaus

50 3. PLANTAS MEJORADORAS DE CRUDOS 3.6 Mejoradoras en Venezuela Obtención de Azufre (PETROPIAR)

51 3. PLANTAS MEJORADORAS DE CRUDOS 3.7 Calidad del crudo sintético venezolano Existe una relación directa entre el grado de mejoramiento de un crudo XP y la refinería: Baja Inversión en Mejoramiento = Alta inversión en Refinación Alta Inversión en Mejoramiento = Baja inversión en Refinación

52 3. PLANTAS MEJORADORAS DE CRUDOS 3.8 Comparación entre esquemas de las mejoradoras

53 3. PLANTAS MEJORADORAS DE CRUDOS 3.9 Similitudes entre las Mejoradoras Venezolanas 1.Reciben el crudo XP desde el campo, diluido con nafta de 47 ºAPI. 2. Utilizan tecnología de Coquización Retardada como PCPC 3. PDVSA es socio común con participación en todos los convenios > 50 %. 4. Alta inversión en mejoramiento > 2000 MM $

54 3. PLANTAS MEJORADORAS DE CRUDOS

55 Gracias por su atención... Preguntas?