Predicción de propiedades de carga a FCC, en función de la composición. y calidad de los crudos

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Cristián Belmonte Campos
hace 5 años
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1 XII FORO DE AVANCES DE LA INDUSTRIA DE REFINACIÓN Predicción de propiedades de carga a FCC, en función de la composición y calidad de los crudos Por: Uriel Navarro Uribe GRACE DAVISON

2 Introducción: n: La mayoría de laboratorios de las refinería no realizan análisis químicos de las cargas. Se mide la API y la destilación. Es posible desarrollar correlaciones para determinar las propiedades químicas de la carga. Caracterizar la carga permite estimar cuali y cuantitativa el comportamiento de la unidad. Los modelos de procesos utilizan las propiedades de las cargas para predecir rendimientos y calidad de productos. Los modelos son utilizados en: monitoreo de la unidad, evaluación de catalizadores, optimización y estudios de procesos. No hay correlaciones estándar. Algunas compañías tienen sus propias correlaciones No significa que hacen un mejor trabajo de predicción. La mayoría de las correlaciones incorporan las mismas propiedades físicas.

3 Fundamentos Básicos Los crudos y las cargas están conformadas por tres familias de Hidrocarburos: Parafinas, cicloparafinas y aromáticos ticos. Los procesos térmicos producen Olefinas Para predecir el comportamiento de las cargas es preciso entender las propiedades de los hidrocarburos. Las propiedades y los rendimientos de las cargas es función de la distribución de las familias de hidrocarburos.

4 Punto de Ebullición en función del Tipo de Hidrocarburo Punto de ebullición, C No. de Carbonos Alcanos Cicloalcanos Aromáticos

5 Densidad en función del Tipo de Hidrocarburo 1.2 Naftaleno 1.1 Densidad, g/ml Tetralina No. de Carbonos Alcanos Cicloalcanos Aromáticos

6 Indice de Refracción en función del Tipo de Hidrocarburo Indice de Refracción No. de Carbonos Alcanos Cicloalcanos Aromáticos

7 Metodología 1. Selección de los crudos adecuados 2. Definición del número y P. Ebullición de los cortes 3. Definición de los análisis de cada corte. 4. Definición de las propiedades básicas para las correlaciones. 5. Aplicación de las correlaciones en el mundo real

8 Variación de la API de los Crudos

9 Evaluación n de Crudo Tipo especial: Esquema de destilación Gases Crudo Destilación Atmosférica Nafta 1 Nafta 2 Nafta 3 Nafta 4 Nafta 5 Keroseno 1 Keroseno 2 Diesel 1 Diesel 2 Diesel C C C C C C C C C C Crudo Reducido Destilación al vacío Gasóleo 1 Gasóleo 2 Gasóleo 3 Gasóleo 4 Gasóleo C C C C C Fondo de Vacío 550 C +

10 Distribución de las Fracciones

11 Propiedades de Los Cortes en Función del Tipo de Crudo Rendimientos? Craqueabilidad? Efecto de la fracción de Diesel? Tipo y Contenido de Hidrógeno?

12 Correlaciones Cuales son las propiedades que se deben utilizar para predecir? Cuales son las propiedades que mejor reflejan el comportamiento de la carga a FCC? El Indice de Correlación: Parafinas normales están sobre el 0 Ciclohexano: 50 Benceno: 100 CI = * d K

13 Clasificación de Crudos por el Indice de Correlación Ind. de Correlación Aromáticos Ciclohexano - Cicloparafinas Parafinas API C. P: IC < 29.8 C. I: IC C. N. y A. > 57.0 SMITH and BODUSZYNSKI, Composition and Analysis of Heavy Petroleum Fractions 1. Crudos livianos con API > de 35 y con un CI entre Crudos livianos con API entre 30-35, con un CI entre Crudos intermedios API y con un CI entre Crudos pesados con gravedad entre API y con CI > 55.

14 Indice de Correlación por tipo de Crudo Ind. de Correlación Destilados Medios C 22 -C 25? Aromaticidad? Craqueabilidad? Rendimientos? VGO MeABP, C Parafinico Naftenico Intermedio Aromático

15 Relación n Tipo de Hidrocarburo Productos de FCC LPG y Gasolina:C 3 -C 4, C C (C 5 -C 12 ) Parafinas, isoparafinas Cicloparafinas Monoaromáticos Saturados! LCO: C, (C 12 -C 20 ) Diaromáticos y Diaromáticos azufrados HCO, Slurry y Coque: 343 C + Triaromáticos Tetraaromaticos Poliaromáticos Resinas, Asfaltenos!

16 CORRELACIONES PARA PREDECIR PROPIEDADES FISICOQUIMICAS DE GASÓLEOS DE VACIO

17 Predicción de Propiedades de VGO

18 Predicción de Propiedades de VGO y cargas a FCC

19 Predicción de Propiedades de VGO y cargas a FCC N t o t a l = x I C x I C 2 N t o t a l = x I C x I C 2 Nitrógeno Total = xIC xIC 2

20 Predicción de Propiedades de VGO Nitrógeno Básico = xNtot xNtot 2

21 Predicción de Propiedades de VGO Ni+V =( xIC) (-1/1.7739)

22 Predicción de RCC - VGO RCC = 1/( xlnIC)

23 Contenido de Saturados de VGO por tipo de Crudo Saturates = x API

24 Predicción de Aromáticos + Resinas - VGO Aromatic+Resins = x API xAPI 2

25 APLICACIÓN DE LAS CORRELACIONES EN EL MUNDO REAL

26 Cambios en la Calidad de la Carga Gravedad API Septiembre 2005 Primer cambio importante en la calidad de la carga Segundo cambio importante en la calidad de la carga 20 8-Apr Jul Oct-05 2-Feb May Aug-06 Fecha Pérdida de 6 API en la calidad de la carga!

27 Cambios en la Calidad de la Carga Indice de Refracción IR = 1,6146-0,0079* API + 0,0001* API^2 R 2 = Oct Nov Jan Mar May Jul-06 Fecha Aumento en I.R: Aumento en la Aromaticidad de la Carga!

28 Cambios en la Calidad de la Carga Primer cambio importante en la calidad de la carga Saturates = *ºAPI R 2 = 0.97 Saturados, %m Sep Nov Jan Mar May Jul-06 Fecha Segundo cambio importante en la calidad de la carga Caida en 15% en el contenido de Saturados HC fácilmente craqueables

29 Cambios en la Calidad de la Carga Arom.+Resinas+Asfaltenos, %m Arom+Res+Asf = x API R 2 = Oct Nov Jan Mar May Jul-06 Fecha Aumento de 15% en los Aromáticos + Resinas+Asfaltenos: LCO, HCO, coque

30 Cambios en la Calidad de la Carga Ni + V (ppm) May-05 5-Sep Dec Mar-06 2-Jul-06 Fecha Aumento de 1.5 ppm de Ni+V Resinas y Asfaltenos

31 Cambios en la Calidad de la Carga Carga Parafínica Factor de Craqeuabilidad F.C= ? = x ln ( API) 70 R 2 = 0.92 Carga Aromática 68 -Sep Nov Jan Mar May Jul-06 Fecha Perdida de 12 puntos en la Craqueabilidad de la Carga: Saturados

32 Efecto de la Calidad de la Carga en los Rendimientos 85 % Vol de Gasolina Apr Jul Oct-05 2-Feb May Aug-06 Fecha Caída de 15%Vol. en los rendimientos de gasolina Saturados!

33 Efecto de la Calidad de la Carga en la Conversión Conversión % Vol Apr Jul Oct-05 2-Feb May Aug-06 Fecha Caida de 15% en la Conversión Saturados!

34 Efecto de la Calidad de la Carga en la T. Reg. T Regenerador Fase densa (ºC) May-05 5-Sep Dec Mar-06 2-Jul-06 Fecha Aumento 15 C T. Reg. Fase densa coque (Aditivo+Contaminante)

35 Efecto de la Calidad de la Carga en la Calidad de los Productos RON May-05 5-Sep Dec Mar-06 2-Jul-06 Fecha Aumento de 3.5 Números en el RON de la Gasolina Aromáticos

36 Conclusiones 1. Para predecir los cambios en la craqueabilidad de la carga es necesario Determinar los tipos de HICROCARBUROS PRESENTES. 2. Es posible determinar los tipos de Hidrocarburos a partir de correlaciones Con propiedades macro de la carga. 3. El comportamiento de la carga en términos de rendimientos y calidad de productos es factor de la distribución de los tipos de Hidrocarburos.

37 GRACIAS POR SU ATENCIÓN Y POR LA CORDIAL INVITACIÓN A GRACE A ESTE IMPORTANTE EVENTO. Por favor Preguntas

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