FISICOQUIMICA II

INSTITUTO TECNOLOICO DE VILLAHERMOSA

MATERIA:FISICOQUIMICA II

MAESTRA:NORA ALICIA PURATA

TEMA:CRACKING CATALITICO DEL PETROLEO

ALUMNA:DEYANIRA OROPEZA BOCANEGRA

22 DE JULIO DE 2011

CRAKING

Craqueo o Cracking, proceso químico por el cual un compuesto químico, normalmente orgánico, se descompone o fracciona en compuestos más simples.

Un proceso usado en la industria petrolera para reducir el peso molecular de hidrocarburos por mediante la ruptura de enlaces moleculares. El craqueo es llevado a cabo por métodos térmico, catalítico, o hidrocracking.

FISICOQUIMICA II

El craqueo térmico

depende de un mecanismo

de radicales libres para

causar ruptura de enlaces

de carbono-carbono del

hidrocarburo y una

reducción en el tamaño

molecular, con la formación

de olefinas, parafinas, y

algunos aromáticos. Las

reacciones laterales como la

saturación radical y la

polimerización se controlan

regulando las condiciones

de reacción.

FISICOQUIMICA II

Planta de craqueo térmico

FISICOQUIMICA II

En craqueo catalítico, se forman los iones carbonio en una superficie del catalizador, donde rompen enlaces, isomerizaciones, intercambio de hidrógeno, etc., rinden menos olefinas, isoparafinas, isoolefinas, y aromáticos.

El hidrocracking, relativo un recién llegado a la industria, se basa en formación catalítica de radicales de hidrógeno para romper enlaces de carbono carbono y enlaces olefinicos saturados. El hidrocracking convierte intermedios y destilados de alto punto de ebullición a destilados intermedios, altos en parafinas y bajos en cíclicos y olefinas; el Hidrocracking es craqueo catalítico en presencia de hidrógeno.

FISICOQUIMICA II

CRAKING CATALÍTICO

DELPETROLEO

El término craqueo catalítico o cracking catalítico es un proceso de la refinación del petróleo que consiste en la descomposición termal de los componentes del petróleo en presencia de un catalizador , con el propósito de craquear hidrocarburos pesados cuyo punto de ebullición es igual o superior a los 315 °C, y convertirlos en hidrocarburos livianos de cadena corta cuyo pnto de ebullición se encuentra por debajo de los 221 °C. Dichos catalizadores se presentan en forma granular o microesférica. Los catalizadores usualmente se componen por (SiO2) y (Al2O3).

FISICOQUIMICA II

Descompone los hidrocarburos complejos en moléculas más simples para aumentar la calidad y cantidad de otros productos más ligeros y valiosos para este fin y reducir la cantidad de residuos.

CONCEPTO

FISICOQUIMICA II

El proceso de craqueo catalítico fluido se basa en la ruptura de cadenas de hidrocarburos del orden de los 45 átomos de carbono, mediante la acción de un catalizador que favorece que las reacciones se produzcan a una temperatura mas baja que la necesaria para el craqueo térmico de la misma carga.

Su finalidad no es otra que la de

obtener la mayor

cantidad de hidrocarbur

os livianos de gran aprecio para la

industria.

En todo proceso de craqueo catalítico hay tres funciones básicas:

• Reacción:

la carga

reacciona con

el catalizador y

se

descompone

en diferentes

hidrocarburos

• Regeneración: el catalizador se

reactiva quemando el

coque.

•Fraccionamiento: la corriente de hidrocarburos craqueados se separa en diversos productos.

FISICOQUIMICA II

FISICOQUIMICA II

Esquema del proceso de craqueo catalítico

FISICOQUIMICA II

Los tres tipos básicos de procesos de craqueo catalítico son los siguientes:

• Craqueo catalítico de líquidos (CCL)

• Craqueo catalítico de lecho móvil

• Craqueo catalítico termofor (CCT)

FISICOQUIMICA II

Craqueo catalítico de líquidos

Las unidades de craqueo catalítico de lecho fluido tienen una sección de catálisis (elevador, reactor y regenerador) y una sección de fraccionamiento, las cuales trabajan conjuntamente como una unidad de proceso integrada. El CCL utiliza un catalizador finamente pulverizado, suspendido en vapor o gas de petróleo, que actúa como un líquido.

Su proceso es que la carga se combina con aceite reciclado dentro del elevador, se vaporiza y es calentada por el catalizador caliente hasta alcanzar la temperatura del reactor. Mientras la mezcla asciende por el reactor, la carga se craquea a baja presión. El craqueo continúa hasta que los vapores de petróleo se separan del catalizador en los ciclones del reactor.

FISICOQUIMICA II

Craqueo catalítico de lecho móvilEs similar al craqueo catalítico de líquidos, pero el catalizador está en forma de pastillas en lugar de polvo fino. Las pastillas se transfieren continuamente mediante una cinta transportadora o tubos elevadores neumáticos a una tolva de almacenamiento situada en la parte superior de la unidad, y después desciende por gravedad a través del reactor hasta un regenerador. El regenerador y la tolva están aislados del reactor por sellos de vapor. El producto craqueado se separa en gas reciclado, aceite, aceite clarificado, destilado, nafta y gas húmedo.

Craqueo catalítico termoforEn el craqueo catalítico termofor, la carga precalentada circula por gravedad por el lecho del reactor catalítico. Los vapores se separan del catalizador y se envían a una torre de fraccionamiento. El catalizador agotado se regenera, enfría y recicla, y el gas de chimenea de la regeneración se envía a una caldera de monóxido de carbono para recuperar calor.

FISICOQUIMICA II

FISICOQUIMICA II

Los catalizadores usados en craqueo catalítico

Son usualmente zeolitas, compuestos de aluminio, silicio, y oxígeno conteniendo sitios fuertemente ácidos. Además, las zeolitas tienen un área de superficie sumamente alta, lo cual provee muchos sitios donde pueden ocurrir las reacciones. Estas tienen fórmulas que pueden aparecer inusuales, ya que estas son minerales, antes que compuestos químicos bien definidos que los químicos están acostumbrados a usar

zeolitas, son silicoaluminatos microporosos formados por redes cristalinas que limitan el acceso al interior de su estructura a moléculas de tamaños no superiores al diámetro de poro característico de las mismas.

FISICOQUIMICA II

Estructura del poro de una zeolita ZK-5, Na30 [Al30 Si66O192] . 98 H2O.

Particularmente, el menor tamaño de poro de la zeolita ZSM-5 (5.6 Angstroms) permite que sólo las parafinas normales o las isoparafinas monometílicas en el rango de las gasolinas accedan por los poros y participen en reacciones de desintegración secundarias, eliminando así los componentes de bajo octano generados por el rompimiento molecular primario de los hidrocarburos pesados.

FISICOQUIMICA II

FISICOQUIMICA II

PARAFINAS

FISICOQUIMICA II

GASOLINA

FISICOQUIMICA II

LUBRICANTES

FISICOQUIMICA II

NAFTA

FISICOQUIMICA II

DIESEL

FISICOQUIMICA II

MASA ASFALTICA

FISICOQUIMICA II

SOLVENTES

FISICOQUIMICA II

GAS LICUADO DEL PETRÓLEO (GLP)

FISICOQUIMICA II

CONCLUSIONESLos procesos petroquímicos, sobre todo para la obtención de

gasolinas, son cada vez más rigurosos, sobre todo en lo que respecta a la parte ambiental. Por ejemplo, en la actualidad se emplea el ZSM-5 como catalizador para el cracking, que es un compuesto estable, bastante selectivo y que no contamina en exceso en cuanto a las partículas volátiles suspendidas en el aire.

Es así como una vez más nos damos cuenta de la importancia del estudio adecuado de la Química Orgánica, con el objetivo de conocer las diferentes formas en que se comportan los compuestos, sobre todo los derivados del petróleo, y así buscar siempre la mejor ruta para implementar un procesos responsable, que satisfaga una necesidad y que sea inofensivo. Así, el cracking catalítico ofrece algunas alternativas, como el uso del catalizador mencionado, para alcanzar estos logros