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FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA CRACKING CATALÍTICO “PETROQUÍMICA BÁSICA” DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE QUÍMICA, INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA Presentado a: Ing. Dr. PALACIO VELAZQUES ABRAHAM ARSENIO Realizado por: Alumno del IX semestre de Ingeniería Química del Gas Natural y Energía

Cracking Catalitico

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EL CRACKING

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRODEL PERUFACULTAD DE INGENIERA QUMICA

CRACKING CATALTICO

PETROQUMICA BSICADEPARTAMENTO ACADMICO DE QUMICA, INGENIERA Y TECNOLOGAPresentado a:Ing. Dr. PALACIO VELAZQUES ABRAHAM ARSENIO

Realizado por:

Alumno del IX semestre de Ingeniera Qumica del Gas Natural y Energa

Petrleo crudo contiene muchas molculas grandes. Si stos han de utilizarse como combustibles o materia prima para la industria qumica y luego tienen que ser agrietado en molculas ms pequeas. Cuando queman hidrocarburos ellos reaccionan con el oxgeno en el aire. En general, cuanto menor sea la molcula mejor se mezclar y luego reaccionan con el aireCracking

Big moleculesSmall moleculesMedium moleculesExisten dos tipos de cracking, el trmico y el cataltico. El primero se realiza mediante la aplicacin de calor y alta presin; el segundo mediante la combinacin de calor y un catalizador. Cracking trmicoEn este proceso, las partes ms pesadas del crudo se calientan a altas temperaturas bajo presin. Esto divide (craquea) las molculas grandes de hidrocarburos en molculas ms pequeas, lo que aumenta la cantidad de nafta compuesta por este tipo de molculas producida a partir de un barril de crudo. Se utilizan temperaturas elevadas (800-900 C) y presiones. Cracking catalticoEn este caso las fracciones pesadas como el gas oil y el fuel oil se calientan a 500C, a presiones del orden de 500 atm. en presencia de sustancias auxiliares: catalizadores que agilizan en el proceso. Es por estos catalizadores que el proceso lleva dicho nombre. Dichos catalizadores realizan una accin selectiva que orienta la reaccin de ruptura en un sentido perfectamente determinado, con lo que se evitan muchas reacciones secundarias indeseadas. Utiliza calor, presin y un catalizador para romper las molculas de hidrocarburos ms grandes en molculas ms pequeas, ms ligeras. Alimentacin de las poblaciones son livianas y aceites pesados de la unidad de destilacin de petrleo crudo que se procesan principalmente en gasolina como combustible y gases ligeros. Los procesos de craqueo catalticos y tambin otro proceso cataltico de la refinera, producen coca que se acumula en la superficie del catalizador y provoca el gradualmente las prdidas de propiedades catalticas (desactivacin). Por lo tanto, el catalizador debe ser regenerada continuamente o peridicamente por la quema de la coca en el catalizador a altas temperaturas. Un lecho fluidizado unidades craqueo cataltico (FCCU) son el reactor ms comn utilizar.Cracking CatalticoCatalytic Cracking Temp. : 520 550 o C (from bottom to top---decreases)Pressure : 2 3 atmCat/oil : 4.5 6Contact time : 70 80 %Increasing temp. results in increase conversion, but decreasing yield of gasoline, due to the secondary cracking to smaller products.Catalyst regenerator conditions :Temp. : 650 760 o CPressure : ~ 3 atm.Catalytic crackingCHEE 2404: Industrial Chemistry6Flow scheme of a modern refinery

Gasolina dulceDestilados MediosGasGasolinaGasleo ligeroAgua de desecho, R1Aceite lubricanteCerasGasolina, Nafta y Destilados MediosAceite combustibleAsfaltoAgua de desecho, R2LPH y GasGasolinaNaftaDestilados MediosGasleoCompuestos de Base lubricanteEl ProcesoEstabilizadorDestilacin AtmosfricaDestilacin al vacoUnidad de EndulzamientoVisbreakerHidrotratamientoCrackingCatalticoExtraccin con solventes yremocin de ceraTratamiento y MezcladoGas combustible de refineraAceite combustible de refineraCombustible IndustrialAsfaltosGrasasAceites lubricantesCombustibles de avinDieselsAceites de calefaccinLPGGasolinaSolventesFigura 8. Proceso de Refinacin del Petrleo7. La principal corriente de desecho de este proceso es el condensado del stripping en la columna de fraccionamiento. Este condensado comnmente contiene amoniaco, fenoles y sulfuros como contaminantes, por lo que debe ser enviado a un stripper para remover el amoniaco y los sulfurosCatalytic CrackingLarge hydrocarbons are broken into smaller molecules using heat and a catalyst.This process is known as catalytic cracking.The small molecules produced are then separated by distillation.CatalyticcrackerHeat tovaporiseDistillationtowerpressureBig MoleculesSmaller moleculesMolecules break up

Cracking Cataltico en lecho fijo

Lecho mvil con elevacin mecnica

Cracking en lecho fluidizado

Diagrama de bloques FCC cataltico

Reacciones primarias 1-Craqueo de n-parafinas 2-Craqueo de olefinas

3-Craqueo de naftnicos

4-Desalquilacin de aromticos

Reacciones secundarias 1-Isomerizacin 2-Ciclizacin

3-Transferencia de hidrgeno

4-Condensacin

Cracking cataltico: Carbocatin

CATALIZADOR Altera la velocidad de las reacciones en forma selectiva aumentando los rendimientos de ciertos productos(LPG, gasolina, LCO) Material slido particulado con caractersticas cidas (sitios activos) Slido poroso con macro y microporos Reaccin cataltica: 3 etapas 1-adsorcin reactivo en los sitios activos 2-reaccin qumica en la superficie 3-desorcin de los productos CATALIZADOR Propiedades catalticas Actividad Selectividad Propiedades fsicas Estabilidad rea superficial o especfica (m2g) Dimetro de los poros ndice de atriccin Granulometra Densidad aparente Volumen de los poros Envejecimiento de catalizadores FCC Deposicin de coque irreversible Modificaciones estructurales y de textura por desactivacin hidrotrmica (Regenerador) Alta temperatura (670-800C) Presencia de vapor de agua (20-30%) Envejecimiento o modificaciones causadas por impurezas presentes en la carga Metales alcalinos(Na) Dao irreversible a los sitios cidos Destruccin de la zeolita(temp >600C y vapor de agua) CATALIZADOR Metales (Ni,V) Ni se deposita en la superficie externa del cat. No es mvil V se deposita en la superficie externa y en el regenerador(>600C) migra hacia todo el catalizador y destruye la zeolita. Na y vapor de agua aceleran el proceso.

Desarrollo de catalizadores Sintticos amorfos(antes 1962) Slica (SiO2)-Almina(Al2O3) Amorfa Baja almina:15% peso Al2O3 Alta almina: 25% peso Al2O3 Unidad elemental: tetraedro (MeO4, Me=Al,Si) AlO4 tiene una carga (-) que se compensa con un catin(Na+) Disposicin aleatoria de las unidades elementales (amorfa) Hidrocraqueo es un proceso de dos etapas combina craqueo cataltico y la hidrogenacin, en donde est agrietada materia prima ms pesado en presencia de hidrgeno para producir productos ms deseables. El proceso emplea a alta presin, alta temperatura, catalizador e hidrgeno. Hidrocraqueo es utilizado para la materia prima que son difcil de procesar por craqueo cataltico o reforma23