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República Bolivariana de VenezuelaUniversidad de Los Andes

Facultad de IngenieríaEscuela de Ingeniería Química

epartamento de Química Industrial ! Aplicada"#rida Estado "#rida

$rupo de %raba&o'

Angulo (scar )*I'

+,-./0,.

1iso Ismaela )*I'+230+-04

Ramírez Liset5

)*I'+,42302-

6aredes airi )*I'

+3,2---,

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"#rida7 marzo de ./+.

Índice

• Introducción 1

• Propuesta 2-3

• Antecedentes 4-6

• Marco Teórico 7-14

• Diseño de la Planta de Craqueo Cataltico !luidi"ado 4-1#

• Modi$icación de la Planta de Craqueo Cataltico !luidi"ado 1#-22

• %alance de Materia & 'ner(a de la Planta de Craqueo Cataltico !luidi"ado 22-2)

• Costos & *anancias de la Planta de Craqueo Cataltico !luidi"ado 2)-31

• +e$erencias %i,lio(r$ica & 'lectrónica 32

.

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Introducción

¿Sabía Ud. qué?

'l petróleo crudo no tiene uso. es por eso que se so/ete a un proceso de con0ersión de ener(apri/aria a secundaria lla/ado re$inera Dentro de la re$inera encontra/os di0ersos procesos $sicos &qu/icos a los que se so/ete el petróleo crudo para o,tener de l por destilación & trans$or/ación

qu/ica. los di0ersos idrocar,uros o las $a/ilias de idrocar,urosos productos petrol$eros se o,tienen a partir de una serie de procesos a destilación pri/aria es la$ase inicial en la re$inación del petróleo crudo as $racciones o,tenidas se diri(en a procesosadicionales co/o idrotratadoras. desinte(ración cataltica & tr/ica. Alquilación. recuperadores dea"u$re & reducción de 0iscosidad. etc que dan ori(en a los productos petrol$eros que se co/erciali"anen el /ercado

'n /ateria de re$inación de petróleo. el craqueo se re$iere al ro/pi/iento de /olculas deidrocar,uros de cadena lar(a en idrocar,uros li0ianos de cadena /s corta que son de /a&orinters & 0alor para la industria

'n los procesos de craqueo cataltico se e/plean catali"adores para acelerar el proceso & para

tra,a5ar en condiciones /enos se0eras que en al(unos otros procesos os catali"adores sonsustancias que pro/ue0en una reacción sin estar directa/ente in0olucrados en ellas a (ran 0enta5adel uso de catali"adores es que co/o estos no se consu/en en la reacción. pueden ser re(enerados &reutili"ados en el proceso. sin e/,ar(o esto conlle0a a una des0enta5a que es el costo econó/ico dela re(eneración del catali"ador

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Propuesta 

PetroCrack CA  es una e/presa que se dedica a la,orar en la con0ersión pro$unda del petróleo.espec$ica/ente en la unidad de craqueo cataltico $luidi"ado. con0irtiendo cortes pesados de petróleo

en li0ianos & 0aliosos

o/os el cora"ón de la re$inación. &a que. a partir del craqueo cataltico se (enera /s de la /itad de

la (asolina que produce la re$inación del crudo tra,a5a/os en $unción de las necesidades de la planta

& las de/andas actuales del /ercado

'l craqueo cataltico !luidi"ado o !CC por sus si(las en In(les 8$luidi"ed catal&tic crac9in(: es unproceso que se lle0a a ca,o en la re$inera de petróleo con el $in de o,tener productos de /a&or 0alortales co/o; (asolinas. ole$inas & residuales. este proceso consiste en la desinte(ración de las/olculas de (asóleo en presencia de un catali"ador sólido en $or/a de partculas es$ricas. el cual seco/porta co/o un $luido cuando se airea con 0apor de all el no/,re de craqueo cataltico $luidi"ado

Durante este proceso. es decir. /ientras se lle0a a ca,o la reacción de craqueo se produce coque. el

cual se adiere a la super$icie del catali"ador conta/inndolo & aciendo que el /is/o dis/inu&a suacti0idad es por ello que en este proceso es necesario re(enerar el catali"ador & esto (eneral/entese lle0a a ca,o que/ando el coque $or/ado de /odo que pueda reutili"arse el catali"ador &recirculando el catali"ador que re(ula las reacciones de craqueo & el rendi/iento de los productos

'l principal su,producto que se o,tiene de este proceso consiste en /aterias pri/as para la industriapetroqu/ica a /ateria pri/a requerida para este proceso consiste principal/ente de (asóleo & deldestilado de coque

'l proceso de craqueo cataltico tiene cuatro partes $unda/entales;

• iste/a de precalenta/iento de la car(a

•

iste/a de +eacción. Despo5a/iento & +e(eneración• iste/a de !racciona/iento• iste/a de Concentración de *ases

Objetio !enera"#Proponer el /odelo de la planta de craqueo cataltico $luidi"ado que (arantice la re$inación de crudose

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• Dis/inuir el i/pacto a/,iental que este proceso i/pone en el /edio. sin dis/inuir ladistri,ución de productos o,tenida & la calidad en tr/inos de octana5e & renta,ilidad delproceso

&usti%icación>ene"uela es el ?uinto '

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Para au/entar la producción de (asolina a partir del ,arril de crudo. durante la dcada de 1)3F. se

incorporan otros dos procesos. la alquilación & el craqueo cataltico 's considerado co/o uno de los

(randes in0entos del si(lo GG. dada la i/portancia del /is/o para el desarrollo tecnoló(ico

principal/ente de los /edios de transporte 'l (ran salto dado en la con0ersión de las $racciones

pesadas del crudo en otras /s li(eras. ele0ó en un altsi/o porcenta5e la producción de

co/,usti,les

a (asolina es un producto o,tenido de di0ersos procesos dentro de una re$inera /oderna. que

conte/pla la iso/eri"ación. idrodesul$uración. alquilación. & desinte(ración cataltica en reactores

!CC 8craqueo cataltico en leco $luido: 'ste @lti/o sur(e co/o una alternati0a para la o,tención de

(asolina durante el desarrollo de la II *uerra Mundial. pues se necesita,a /e5orar su calidad /edianteun incre/ento en su octana5e. esto contri,u&ó a ele0ar su rendi/iento de un 2FH a un 6FH

8desinte(ración tr/ica:. que no era lo su$iciente para reducir el alto contenido de ole$inas & diole$inas

que reacciona,an lenta/ente a la adición de co/puestos antidetonantes 8tetraetilo de plo/o: 'sto

tra5o consi(o la e0olución del proceso. que i/plicó una di0ersidad de con$i(uraciones /ecnicas.

donde el uso de catali"adores sólidos es $unda/ental para con0ertir idrocar,uros pesados a li(eros

/ediante la reacción con una porción cruda de (asóleo 8que ier0e a un ran(o de te/peratura de33F-JJFC: que contiene una di0ersidad de /e"cla de para$inas. na$tenos. aro/ticos & ole$inasa tandard il desarrolló. el inicio del proceso cataltico con5unta/ente con la MK Lello(( & la

tandard il de Indiana. sin e/,ar(o otras e/presas contri,u&eron nota,le/ente en in0esti(ación &

desarrollo co/o son las $ir/as; An(lo Iridian il. ell. Te

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'u(ene Boudr& in0entó un proceso que utili"a,a arcilla acti0ada 8/aterial acidi$icado de

silica Nal@/ina: en leco desinte(rador $i5o descu,rió que el depósito de car,ón poda

que/arse para re(enerar el catali"ador & restaurar su acti0idad

1)3#tandard o$ Oe erse&. Lello((. I* !ar,en & tandard de Indiana $or/aron una

asociación para desarrollar el crac9in( cataltico

1)42 Pri/era unidad !CC co/ercial 8Modelo I: inicia en la re$inera de Oe erse&s %aton+ou(e

1)47

=P $ue el pri/ero en construir una (ran cantidad de unidades !CC Lello(( introdu5o el

/odelo III de presión equili,rada /ontando lado a lado el reactor & re(enerador de la

unidad !CC

1)4#Di0isión de Da0ison K+ *race Q Co Desarrolló /icroes$eras de catali"ador para el!CC

1)JF'0olución del diseño de proceso de craqueo en el leco ur(en los /odelos rto$lo

A8$lu5o ascendente: tro$lo % 8interca/,io posición reactorRre(enerador:1)J6 e in0entó la estructura del riser para el craqueo

1)61Lello(( & Pillips desarrollaron & colocaron la pri/era unidad de craqueo en %or(er.

Te

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(arco eórico

Craqueo Cata"ítico

'l craqueo cataltico es un proceso de con0ersión que se puede aplicar a una 0ariedad de /aterias

pri/as que 0an desde el petróleo al (as de petróleo pesado as unidades de craqueo cataltico $luidoestn actual/ente en 0i(or en apro

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para$inas ra/i$icadas. si se co/para con las correspondientes nor/al para$inas Ba& /as di$erencia

en el rendi/iento de para$inas ra/i$icadas que contienen dos (rupos /etilo)

Cic"opara%inas;

os resultados del craqueo de las ciclopara$inas an sido estudiadas /enos que los de las para$inasra/i$icadas as ciclopara$inas son /s di$ciles de craquear que al(unos de los productos iniciales)

Aro01ticos#

os aro/ticos son /u& resistentes a la pirolisis in e/,ra(o. las cadenas laterales que son

re/o0idas de los aro/ticos. tienen caractersticas si/ilares a sus correspondientes no aro/ticos)

)eacciones de" ion carbenio#

Car,enio; estas reacciones son iniciadas por el catali"ador de craqueo os catali"adores de craqueocontienen sitios acti0os para proporcionar protones o re/o0er iones idruros os sitios cidos del tipo

%ronsted del catali"ador de craqueo proporcionan los protones & los sitios cidos del tipo eis.

re/ue0en o a,straen el ion idruro

+/

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'l ion car,enio pre0ia/ente $or/ado es trans$or/ado por una escisión % a una ole$ina & a un nue0o

ion car,enio 'l nue0o ion car,enio puede reaccionar con otra /olcula de para$ina & continuar lareacción 'l $inal de la reacción se produce cuando; a: el ion car,enio pierde un protón en el

catali"ador & se con0ierte en una ole$ina o ,: el ion car,enio to/a un idruro de un donador tal co/o el

coque & se con0ierte en para$ina)

Proceso de 2esarro""o

Durante el proceso de craqueo cataltico de los catali"adores son despus de un corto perodo de

tie/po cu,ierto por una capa de desacti0ación de coque 'ste coque se puede quitar & se re(enera

por la que/a. pero el tie/po de re(eneración es relati0a/ente lento en co/paración con al tie/po dereacción =na $or/a e$iciente de resol0er este pro,le/a es /o0er el catali"ador de un reactor 8para el

craqueo de idrocar,uros: a otro reactor 8por catali"ador de la re(eneración:'n (eneral las unidades de !CC operan en un /odo equili,rado /ediante el cual el calor (enerado

por la que/a de coque es i(ual al calor necesario para la 0apori"ación el ali/ento /s el calor de

$or/ación de (rietas Ta/,in el equili,rio de la presión de una unidad de !CC es /u& i/portante con

el $in de ase(urar la circulación del catali"ador adecuado & e0itar que el contacto entre los

idrocar,uros 8reactor: & aire 8re(enerador:6

Características Atractias de" Craqueo Cata"ítico.

+9 +educe el peso /olecular /edio & produce altos rendi/ientos de los co/,usti,les.9 Produce ole$inas49 'n la ali/entación a& pequeñas concentraciones de conta/inantes & pequeñas

concentraciones de aro/ticos pesados89 os productos pueden ser /e5orados /ediante; Bidrocraqueo & Alquilación para /e5orar la

propiedades antidetonantes de la (asolina09 'l craqueo cataltico es actual/ente el cora"ón de las re$ineras actuales-9 usual/ente la capacidad de destilación del crudo es del 3J a 4F H39 e (enera los /s (randes 0ol@/enes de (asolina 11

'ariab"es que contro"an un craqueo cata"ítico.

•

Cata"i3ador.• 2ensidad API# a /a&ores API se producen /a&ores rendi/ientos en iso,utano & (asolina &

/enores en coque• ,actor de caracteri3ación# a /enor Luop /a&or rendi/iento de la producción & /enor

producción de coque• I0pure3as# los /etales son catali"adores desidro(enantes. todos se depositan en el

catali"ador & dis/inu&en su acti0idad pro0ocando un au/ento en los rendi/ientos de B2 &

coque

++

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• Conersión# las reacciones de craqueo son endotr/icas & un au/ento de la te/peratura las

$a0orece au/entando la con0ersión• $%ecto sobre "a 4aso"ina# al au/entar la te/peratura se $or/an /as ole$inas.

incre/entndose el octana5e de la (asolina• Cata"i3ador5a"i0entación# un incre/ento en la cantidad del catali"ador $a0orece la acti0idad

cataltica• ie0po de reacción# tie/pos cortos 8se(undos:J

Co0paratia de Craqueo ér0ico / Craqueo Cata"ítico.6

Tipo de

idrocar,uro

Craqueo Tr/ico Craqueo cataltico

Para$inas V Producto /a&oritario es el C2

V %a5a producción de idrocar,uros

iso/eri"ados

V Productos /a&oritarios desde elC3 al C6

V Alta producción de isó/eros

le$inas V %a5a 0elocidad de

desdo,la/iento del do,le enlace

V %a5a iso/eri"ación

Vpoca $or/ación de aro/ticos

V Alta 0elocidad de

desdo,la/iento del do,le enlace

acia la iso/eri"ación esqueletal

V Alta producción de aro/ticos

Oa$tenos e craquean a 0elocidades

/enores que las para$inas

i los (rupos estructurales son

i(uales. se craquean a la /is/a

0elocidad que las para$inas

Alquil- Aro/ticos e craquea la cadena lateral. se

desalquilan

'l craqueo de la cadena lateral

es /a&or se(@n sea el lar(o de la

cadena

P* V A,undante (as seco

V Poco iso,utano

V !racción C3-C4 rica en ole$inas

lineales

V C3 & so,re todo C4

V Alto iso,utano

*asolina V %a5o rendi/iento

V +ica en ole$inas lineales

V Alto rendi/iento

V %a5o H de diole$inas

+.

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V %a5o H de aro/ticos

V +ica en diole$inas-(o/as

V +ica en para$inas iso/eri"adas

V +ica en %enceno

a si(uiente ta,la ilustra las di$erencias en la cintica de craqueo tr/ico & cataltico

Procesos Co0ercia"es

'l craqueo cataltico es otra inno0ación que real/ente pertenece al si(lo GG 's el

/todo /oderno para la con0ersión de $racciones de petróleo a ele0ados punto de e,ullición. co/o el

(asóleo. la (asolina & otras $racciones de ,a5o punto de e,ullición os di0ersos procesos e/pleadosactual/ente en la ruptura de los catali"adores se di$erencian principal/ente en el /todo de /ane5o

de catali"ador. aunque a& una superposición con respecto al tipo de catali"ador & la naturale"a de los

productos 'l catali"ador. que puede ser un acti0o natural o de /aterial sinttico. se e/plea en (rano.

puede ser utili"ado co/o leco $i5o. leco /ó0il. o con$i(uraciones de leco $luido

'l proceso de leco $i5o $ue el pri/ero en utili"ar co/ercial/ente & utili"a un leco esttico de

catali"ador en 0arios reactores. lo que per/ite un $lu5o continuo de /ateria pri/a que se /anten(aPor lo tanto. el ciclo de operaciones consiste en el $lu5o de /ateria pri/a a tra0s del leco del

catali"ador. la eli/inación de coque del catali"ador por la que/a. & la inserción del reactor en

$unciona/iento 'l proceso de leco /ó0il utili"a un recipiente de reacción en la que se lle0a a ca,o la

$or/ación de (rietas del petroleo & un orno en que el catali"ador a(otado se re(enera. el /o0i/ientode catali"ador entre los 0asos se proporciona por di0ersos /edios6

Cata"i3adores

'l pri/er catali"ador de !CC $ue producido por la acti0ación de las arcillas con el cido de estos

/ateriales & $ue utili"ado ori(inal/ente para el ,lanqueo de aceites co/esti,les & decoloración de los

idrocar,uros Catali"adores sintticos de ó

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acti0idad & selecti0idad necesaria para el craqueo & la calidad de la (asolina esta inti/a/ente

li(ada a la naturale"a & tipo de "eolita e/pleada en su $a,ricaciónJ

.* 8a (atri3; esta co/puesta por un co/puesto de silice & alu/ina a/or$o que puede contener entreun 1J-3F H de alu/ina e pro0ee sitios acti0os accesi,les a las /oleculas de (ran ta/año

$acilitando us craqueo & ta/,ien es esta,le ante el atacque de los /etales. per/ite el craqueo delas /oleculas (randes & deter/ina la e$iciencia en la etapa del despo5a/iento de idrocar,urosJ

4* A4"o0erante / Soporte; el a(lo/erante sir0e co/o un pe(a/ento que /antiene unidos la"eolita. la /atri" & el soporte. puede tener o no acti0idad catalitica S el soporte es una arcilla

incorporada al catali"ador para controlar su acti0idad. en si a/,os se encar(an de pro0eer

resistencia $isica al catali"ador & $a0orecer la $luidi"acionJ

ab"a sobre "os aances de" cata"i3ador a" pasar "os a*os.9

(aterias Pri0as: Productos / (edio A0biente

as /aterias pri/as para el craqueo cataltico puede ser cualquiera /e"clas de la que $lu&e; 81:

directo sin (as oil. 82: (asóleo de 0aco. 83: residuo at/os$rico. & 84: residuo de 0aco e /e"clan las

/aterias pri/as e/pleadas por enci/a de la co/pati,ilidad de los co/ponentes de la /e"cla de,enser /edidas en el reactor a las condiciones o e

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Bidrodesul$uración de la na$ta del craqueo cataltico es un proceso de ,a5a presión ,0ia/ente. la

selección de una opción ópti/a para el proceso de idrotrata/iento & reducción de a"u$re en el

craqueador cataltico est deter/inada por $actores econó/icos espec$icos a una re$inera & de la

/ateria pri/a

as re(ulaciones a/,ientales son una 0e" /s una $uer"a i/pulsora cla0e para la !CC & se est

proporcionando nue0as oportunidades para el desarrollo de catali"adores aditi0o & la tecnolo(a & para

ca/,iar el proceso de reducción de la !CC de conta/inantes at/os$ricos de las e/isiones de

co/posición de los productos de co/,usti,le6

)etos ,uturos

Aunque la !CC es a 0eces considerado co/o un proceso en plena /adure". los nue0os

retos & oportunidades en su aplicación es un $lu5o continuo de inno0aciones en el proceso & el ca/pocatali"ador de,e ase(urarse de que se(uir siendo un proceso i/portante & din/ico en el $uturo de la

re$inación

2ise*o de "a P"anta de "a Craqueo Cata"ítico ,"uidi3ado

Sección de Preca"enta0iento

a ali/entación 8(asóleo li0iano & pesado pro0eniente de la planta de BD: se al/acena en tanques

para (aranti"ar el $lu5o de ali/entación esta,le. desde all es ,o/,eada acia un tren de

interca/,iadores de calor para incre/entar la te/peratura a un ran(o entre 16FW! & #1FW! as

$uentes de calenta/iento de la ali/entación son usual/ente el $ondo del $raccionador u ornos de

$ue(o directo4

 'ste precalenta/iento depende de la relación e/pleada de catali"adorRali/entación. lacual 0aria (eneral/ente entre 4;1 a );1 i esta relación au/enta la te/peratura de precalenta/iento.

ta/,in se incre/enta. requirindose una /a&or cantidad de co/,usti,le en el orno deprecalenta/ientoJ

Sección de )eactor;)e4enerador

'l siste/a reactor-re(enerador constitu&e el cora"ón del proceso de la unidad de !CC 'n la unidadtodas las reacciones ocurren en el tu,o ele0ador 8riser: en un perodo de dos a seis se(undos antes deque el catali"ador & los productos se separen en el reactor in e/,ar(o. reacciones de craqueotr/ico & no selecti0as se lle0an a ca,o en cierta e

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instantnea/ente. cuando la car(a & el catali"ador se ponen en contacto el 0olu/en e

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Producto H>ol*as Co/,usti,le C1-C2 .*/ 0*/le$inas C3-CJ 3J - 42*asolina i0iana 17 - 2J*asolina Pesada 2F N 27*asolina Total 37 N J2Aceite de ciclo li0iano 8C: #F N 1FAceite de ciclo pesado 8BC: #F N 1FAceite lodoso 8alquitrn: JF N #F

Sección de concentración de 4ases

'ste siste/a constitu&e una unidad aparte & su principal $unción es separar la (asolina no esta,ili"ada& los (ases li0ianos de tope de la $raccionadora en (as co/,usti,le 8C1. C2:. *P 8C3. C3X. C4. iC4.C4X: & (asolina li0iana *eneral/ente esta unidad est constituida por un co/presor de (as @/edo.un a,sor,edor pri/ario. un a,sor,edor secundario. una depentani"adora. una depropani"adora & unatorre ecadora

a corriente pro0eniente de los condensadores de tope de la colu/na principal. la cual contiene0apores. idrocar,uros lquidos & a(ua. $lu&en al acu/ulador de tope en donde son separados os0apores de idrocar,uros $lu&en al co/presor de (as @/edo 'l tr/ino (as @/edo se re$iere a losco/ponentes condensa,les que contiene el (as. &a que a las condiciones de operación delacu/ulador de tope. la corriente de (as al co/presor contiene no sólo etano & li0ianos sino ta/,inalrededor de )FH de los C3s & C4s & el 1FH de la (asolina producida

Para ele0ar la presión de esta corriente. se e/plea un co/presor centr$u(o e

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(odi%icaciones de "a P"anta de Craqueo Cata"ítico ,"uidi3ado

+* (odi%icación#

's crtico para alcan"ar las reacciones de craqueo deseadas /antener un contacto e$iciente entre lacar(a & el catali"ador 'sto es lo(rado /ediante la ato/i"ación de la car(a con 0apor o i$t *asE+educindose el retro/e"clado. & en$riando el catali"ador. con lo que se reducen las reacciones decraqueo tr/ico. lo cual per/ite incre/entar la disponi,ilidad de ali/entación a los sitios cidosreacti0os del catali"ador7

8i%t 4as

'l siste/a de le0anta/iento arti$icial por ,o/,eo neu/tico 8li$t (as: est considerado uno de lossiste/as /s $le

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tra0s de 0l0ulas instaladas en la entrada del reactor. pasa por las 0l0ulas & lue(o su,e por latu,era de producción 5unto con los idrocar,uros de ali/entación. au/entando la presión & creandoun e/pu5e por di$erencia de presión entre la "ona de in&ección & la entrada al reactor

.* (odi%icación#

ue(o de 0eri$icar que e-

./

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os P's de placa-ala/,re son utili"ados en una a/plia 0ariedad de aplicaciones industriales.inclu&endo calderas que que/an car,ón. ornos de ce/ento. incineradores de residuos no-peli(rosos.calderas de recuperación en plantas de papel. unidades de re$inación de petróleo por desinte(racióncataltica. plantas de sinteti"ación. ornos ,sicos de o:. a 0olta5e pulsante de corriente directa 8CD: en el ran(o de 2F.FFF a 1FF.FFF > se(@n se necesite'l su/inistro consiste de un trans$or/ador (rande. recti$icadores de alto 0olta5e &. a 0eces. $iltroscapacitores a unidad puede su/inistrar 0olta5e recti$icado de CD &a sea de /edia onda o de ondaco/pleta Ba& co/ponentes au

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tu,ulares. este diseño opera i(ual/ente ,ien con polaridad &a sea ne(ati0a o positi0a os $a,ricantesan esco(ido utili"ar polaridad positi0a para reducir la (eneración de o"ono=n P' de placa plana opera con poca o nin(una corriente de corona $lu&endo a tra0s del pol0orecolectado. e

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una 0l0ula acia un siste/a de /ane5o de pol0o. tal co/o un transportador neu/tico as tol0asson con $recuencia su/inistradas con calor au. Correlaciones Modelo Mapples

Producto CorrelaciónCoque -F.1#J)#VAPI[J.)66)7J8CO 2[F.FF47V CO>[1.4FJ24nCB -F.1JJ6C- 2[F.F633V CO>[F.F143+CO

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CB #.76C- 7.42C- 7.61!aso"ina  11.2)8CO 14.71

ab"a B. Productos del +eactor !CC

ProductosPorcentaje 8b5ECoque

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Corriente A; Aire

Corriente B; Bu/os 8C2. C. 2. O2. B2:

Corriente C; Catali"ador (astado

Corriente +; Catali"ador re(enerado

Corriente !; Ali/entación co/,inada

Corriente %; *ases 8C1. C2:Corriente ; *P 8C3. C3X. C4. iC4. C4X:

Corriente *; *asolina

Corriente D; Aceite cclico li0iano 8C:

Corriente '; Aceite cclico pesado 8BC:

2ia4ra0a de @"oque

2atos Adiciona"es# HC X F.)3 & HB X F.F7 en el coque Cp catali"ador X Cp coque X F.3 LcalRL(L \B craqueo a 2FF WCX 2FFFFF LcalRton ali/

PC a 6FW! X 41FF [ 1F1FFVC2R8C2[C: [ 337FVBRC PC 8X: %T=Rl, Te/peratura de entrada del aire X 2JWC Porcenta5e de coque en corriente C X1.JH +elación C2RC X 1F Porcenta5e de O2 en la corriente B X 76H Luop de la ali/entación X 12 *ra0edad especi$ica de la ali/entación; F.) Calor perdido en el reactor X calor perdido en el re(enerador X 2H

.0

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26/33

+elacion 2RO2 en el aire XF.21RF.7) Coque entra X Coque que/ado Calor latente de 0apori"ación del B2X J#2.# LcalRL( Cp (asesX F.J Cp *P XF6 Cp *asolina XF.# Cp C X F.7J Cp8X: LcalRL(L

• Clculo de la corriente C;

coque enC =C ∗ coqueenC 

42011,89 lb

h =C ∗0,015❑

⇒

C =2800792,67 lb

h

• Clculo del catali"ador (astado

catalizador gastado=catalizador regenerado=C ∗ catalizador enC 

catalizador gastado=2800792,67 lb

h∗0,985=2758780,78

 lb

h

• Clculo de C2. C & B2

=sando el ,alance ató/ico en el re(enerador;

 H :

coqueenC ∗%H  PM H 

  ∗1at H 

1molcoque  =moles H 

2

O∗2at H 1mol H 

2O

42011,89lb

h∗0,07

1= H 

2

O∗21

⇒

 H 2

O=1470,42lbmol

h

C :

coque enC ∗%C  PM C 

  ∗1at C 

1mol coque   =moles CO

2∗1atC 

1molCO2 +moles

 CO∗1at C 1molCO

CO2

CO =10❑

⇒

CO2=2959,93

lbmol

h  ; CO=295,99

 lbmol

h

• Clculo del 2 reaccionante

as reacciones son;

a C [ 2 ] C2, C [ ^ 2 ] C

c B2 [ [ ^ 2 ] B2

O2

reacciona=O2

reaccionaena+O2

reaccionaenb+O2

reaccionaenc

O2

reacciona=  1O

2

1CO2

∗2959,93lbmol

h  +

1

2O

2

1CO∗295,99

 lbmol

h  +

1

2O

2

1 H 2

O∗1470,42

lbmol

h

O2reaccionante=3843,14 lbmol

h

.-

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• Clculo de la corriente B & del 2. O2 8entrada & salida:

 N 2

entra= N 2

sale

 N 2

sale=0,76∗ H = N 2 entra

O2

entra= N 2

entra∗0,210,79

=0,76∗ H ∗0,21

0,79

O2

sale=O2

entra−O2

reacciona=0,76∗ H ∗0,21

0,79−3843,14

lbmol

h

 H =moles CO2+molesCO+moles H 

2O+molesO

2+moles N 

2

 H =2959,93+295,99+1470,42+0,76∗ H ∗0,21

0,79−3843,14

 lbmol

h  +0,76∗ H 

 H =23257,60 lbmolh

 N 2

sale=17675,78 lbmol

h  = N 

2entra

O2

entra=4698,62lbmol

h  ; O

2sale=855,48

lbmol

h

• Clculo de la corriente A

 A=O2

entra+ N 2

entra❑⇒

 A=22374,40lbmol

h

• Co/posición en los u/os 8B:

Co0puesto 0o"arC2 12.73

C 1.27

B2 6.32

2 3.6#

O2 76.FF

@a"ance de $ner4ía en e" )e4eneradoro %aseX 1 orao Tre$X 6FW!X1J.6WC N A(ua lquida

o Calor perdido X Calor entrada N Calor salidao HCalor perdidoX?pR?e V1FF

$ntradas de ca"or#

+*   ∆ H aire=∆ H O2+∆ H N 2

.3

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(29,1+1,158E-2∗T −0,6076E-5∗T 2 )∗¿ 4698,62lbmol∗0,454 Kgmollbmol

∆ H aire= ∫15,6℃C 

25 ℃C 

¿

+ ∫15,6℃C 

25℃C 

(29,0+0,2199E-2∗T +0,57236E-5∗T 2

)∗17675,78∗0,454=2779267,05  ∆ H aire=663,86 Kcal

.*   ∆ H cat gastado=m∗C!∗∆ T 

∆ H cat gastado=2758780,78 lb∗O ,3  Kcal

 Kg"K ∗0,454

 Kg

lb ∗(430−15,6 ) ℃C 

∆ H cat gastado=155709118,46 Kcal

4*   Calor de combustion(#c)=masa de coque quemado∗ PC$

#c=42011,89lb∗4100+10100∗10

10+1

+3370∗7

93

=568650848,81%T& 

#c=143300013,9 Kcal

8*   Calor de entrada (#e )=∆ H aire+∆ H catgastado+Calor de combusti'n#e=299009796,22 Kcal

Sa"idas de ca"or#+*   ∆ H cat regenerado=m∗C!∗∆ T 

∆ H cat regenerado=2758780,78 lb∗O ,3  Kcal

 Kg"K ∗0,454

 Kg

lb ∗(T −15,6 )℃C 

.*   ∆ H humos=∆H CO2+∆ H CO+ ( ) H 2 O+∆ H H 2 O ( g )+∆ H O2+∆ H N 2

∆ H humos=2959,93 lbmol∗0,454∗ ∫15,6℃C 

T  (36,11+4,233E-2∗T −2,887E-5∗T 2 ) dT 

+295,99 lbmol∗0,454∗ ∫15,6℃C 

T 

(28,95+0,411E-2∗T +0,3548E-5∗T 2 ) dT 

+1470,42lbmol∗18  lb

lbmol∗0,454∗582,8

+1470,42lbmol∗0,454∗ ∫15,6℃C 

T 

(33,46+0,688E-2∗T +0,7604E-5∗T 2) dT 

+855,48 lbmol∗0,454∗ ∫15,6℃C 

T 

(29,10+1,158E-2∗T −0,60767E-5∗T 2)dT 

+17675,78 lbmol∗0,454∗ ∫15,6℃C 

T 

(29,00+0,2199E-2∗T +0,5723E-5∗T 2 ) dT 

Pérdidas de ca"or##!=0,02∗#e=0,02∗299009796,22 Kcal#!=5980195,92 Kcal

#!=#e−#s=5980195,92 Kcal=299009796,22 Kcal−#s(T ).,

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+esol0iendo;T regenerador=486,54 ℃C 

@a"ance de $ner4ía en e" )eactoro Tre$X 2FFWC

o Calor perdido X Calor entrada N Calor salida

$ntradas de ca"or#+*   ∆ H alimentacion=m∗∆ h

∆ H alimentacion=885230,44 lb∗0,454∗( H *Talim−107 ) Kcal

 Kg

.*   ∆ H cat regenerado=m∗C!∗∆ T 

∆ H cat regenerado=2758780,78 lb∗O ,3  Kcal

 Kg"K ∗0,454

 Kg

lb ∗(486,54−200) ℃C 

∆ H c at regenerado=107666242,29 Kcal

Sa"idas de ca"or#+*   Calor de reaccion=m alimentacion∗∆ Hr

Calor de reaccion=885230,44 lb∗0,0005 ton

lb ∗200000

 Kcal

tonCalor de reaccion=88523044,00 Kcal

.*   ∆ H cat gastado=2758780,78 lb∗O ,3  Kcal

 Kg"K ∗0,454

 Kg

lb ∗(430−200 ) ℃C 

∆ H cat gastado=86421566,71 Kcal

4*   ∆ H !roductos=∆ H gases++∆ H +,P+∆ H gasolina+∆ H aceite ( ,CO )∆ H !roductos=41933,37 lb∗0,454∗0,5∗(430−200) ℃C +136637,47 lb∗0,454∗0,6∗(430−200) ℃C +443445,12 lb∗0,454∗0,8∗(430−200) ℃C +158936,11 lb∗0,454∗0,75∗(430−200 ) ℃C ∆ H !roductos=60243787,59 Kca "

8*   Calor de salida (#s )=Calor de reacci'n+∆ H catgastado+∆ H !roductos#s=235188398,30 Kcal

Pérdidas de ca"or##!=#e−#s

0,02∗#e=#e−#s❑⇒

0,98∗#e=#sustitu&endo;

.2

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0,98∗(885230,44 lb∗0,454∗( H *Talim−107) Kcal Kg   +107666242,29 Kcal)¿235188398,30 Kcal

❑⇒

 H *Talim=434,25 Kcal

 Kg

Con B 80apor: & (e X F.) en el ,aco (eneral de entalpia de las $racciones petrol$eras. sealla que T de la ali/entación X J#FWC 

Costos / !anacias de "a P"anta de Craqueo Cata"ítico ,"uidi3ado

$ntrada#

A"i0entación Precio !8P por tone"ada diaria 6--!aso"ina por barri" diario >DJ:D+CO por 4a"ón diario D:HD8CO por 4a"ón diario -:>6

'n la ali/entacion del proceso se (enera un (asto de la si(uiente /anera;

*asóleo pesado; 223FJ.F36F %PD V 1F6.F1 =DX 2364JJ6.#6 =D

*asóleo li0iano; 461JF.1# %PDV 1F2.#F =DX 474423#.JF =D

Catali"ador de reposición 8"eolita:; 2.Jtoneladas diariasV2FFFl,R1ton V 1FF =DX JFFFFF =D

Para un total de# JHGJ96:-H US2 por da

Aora para los productos tene/os que;

4/

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*ases ; 1FF64FF.FF l,PD V 1 =DX 1FF64FF.FF =D

*P; 164F.2J ton diarias V J33 =DX #742J3.F6 =D

*asolina; 3)277.6) %PDV 127.2# =DX 4)))264.3# =D

C; 1F#)4.63%PDV42 (alonesR,arril V 3.1J =D X 142)4J2.JJ =D

BC; 62)7.##%PDV42(alonesR,arril V 2.62 =DX 6)3F1#.77 =D

Para un total de; 9GGD-:JH =D por da

a (anancia ser X costos productos N costos reacti0os

!anacia >-9-69-:BG US2 diarios

4+

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)e%erencias @ib"io4r1%icas / $"ectrónicas

1 !acultad de Ciencias Aplicadas a la Industria +e$inación del Petróleo To/o I Disponi,le en

=+; $caiuncueduarRuploadRI%+H2FTMH2F1pd$2 'scudero *arca. M A Diseño de un 'quipo de Microacti0idad en leco $luidi"ado & de una

=nidad de Desacti0ación de Catali"adores Disponi,le en =+;

 ttp;RRe-arci0ouc3/esR,itstrea/R1FF16R#2F7R1RP!CH2FMA'scuderopd$

3 *allardo +i0era. C T %alances De Po,lación De C@/ulos 'n =n +eactor De eco !luidi"ado

Para !CC Con Tcnicas Multiescala 'n Pro/edios >olu/tricos Disponi,le en =+;

ttp;RR14#2F6J3231R=AMI13)1Fpd$4 rope"a. Craqueo Cataltico !lidi"ado 8!CC: >ene"uela; =ni0ersidad Cental de >ene"uela

P( 4

J Da" Oiño. M A Introducción a la re$inación del petróleo >ene"uela; =ni0ersidad de os

Andes P( 6F-61

6 in Autor Descripción *eneral del Proceso. peración & Control de la =nidad de CraqueoCataltico !luidi"ado de una +e$inera P( J-77 *on"ale". C 82F1F: Planta de Crac9in( Catalitico !luido Ar(entina; =ni0ersidad Oacional de

Cu&o P( J# Oespaper Te Oation

ttp;RRnation/ulti/ediaco/R,usinessRPrice-o$-P*-to-,e-ad5usted-$ro/-Monda&-3F173712t/l

) *race Da0ison *ua para craqueo cataltico !luidi"ado Parte =no 1))3 Pa( 1J-161F ttp;RRopecor(Ropec_e,Rstatic_$iles_pro5ectR/ediaRdonloadsRpu,licationsRMM+_!e,ruar&_2F12pd$11 MIO' Petroleu/ +e$inin( 0er0ie Cap Catal&tic Crac9in(

12 pei(t * a/es. `"/ %a9i Petroleu/ +e$inin( Processes 'dit MA+C' D'LL'+. IOC

2FF2 Pa( 3##-424

13 'PA =nited tates 'n0iron/ental Proteccion A(enc& Capitulo 3 Precipitadores 'lectrostaticos

Disponi,le en =+; ttp;RRepa(o0RttnRcatcRdir2Rcs6c3-spd$ 14 il0a. MI as eolitas & sus Aplicaciones Disponi,le en =+;

ttp;RResscri,dco/RdocR1#F34J)JRAplicaciones-de-las-eolitas

cnelle. L % 82FF2: Air Pollution Control Tecnolo(& Band,oo9 24 Capter 'lectrostatic

PrecipitatorPa( 36J-3#F

Ta&lor Q !rancis *roup. C 82FF6: Catal&tic Crac9in( Cspitulo 1#

'llis. + C. i. G & +i((s % Dept o$ Ce/ical 'n(ineerin(. Te

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Da0ison. * 81))3: *ua para Craqueo Cataltico !luidi"ado