Mejoramiento de la lubricidad y conductividad eléctrica del diésel de ultra bajo azufre mediante el uso de aditivos

Abstract

RESUMEN: El desarrollo de pruebas experimentales a nivel planta piloto ha demostrado la factibilidad de producir diésel de ultra bajo azufre (diésel UBA) con un contenido de azufre total menor que 15 mg/kg (15 ppm) a temperaturas entre 330 - 370°C, presiones de 45 - 60 kg/cm2 y espacios velocidad (LHSV: Liquid ourly Space Velocity) de 1.25 - 2.0 h-1, procesando destilados intermedios del petróleo. Sin embargo, se ha observado que el diésel obtenido en las pruebas presenta una posibilidad de mejorar la lubricidad (520 micrones máximo) y conductividad eléctrica (25 pS/m mínimo), establecidas en la Norma Oficial Mexicana NOM-016-CRE-2016 y en la Norma Internacional ASTM D975. En este trabajo de tesis se obtuvo diésel UBA en experimentaciones a nivel planta piloto, con el cual se prepararon mezclas de diésel UBA con aditivo comercial y FAME: Fatty Acid Methyl Ester, en concentraciones de 50, 100, 150, 200, 250 ppm y 1, 3, 6, 9,12% vol., respectivamente. A las mezclas de diésel UBA y aditivo se les realizaron análisis de azufre total, viscosidad cinemática a 40°C, peso específico 20/4°C, destilación ASTM D86, lubricidad y conductividad eléctrica aplicando metodologías estandarizadas. Los resultados obtenidos mostraron mejoras sustanciales en la lubricidad (16% con el aditivo comercial y 59% con el FAME), y especialmente en la conductividad eléctrica (de 0.5 a 317 pS/m con el aditivo comercial y de 0.5 a 710 pS/m con el FAME), logrando cumplir con la especificación establecida. El costo de aditivación realizado mostró que el aditivo comercial es la mejor opción, ya que puede agregarse en una concentración menor que 25 ppm a un costo menor que 0.01635 USD/bbl, por lo que podría ser considerado en aplicaciones a nivel comercial. El trabajo de tesis desarrollado se integra de los capítulos siguientes: Capítulo I de Generalidades. Se presentan conceptos básicos sobre el petróleo, la refinación del petróleo, el proceso de HDS (reactor, catalizador, reacciones químicas, producción de diésel UBA), la lubricidad y la conductividad eléctrica. Capítulo II de Desarrollo experimental. Se describe el procedimiento utilizado y se presentan las características de las materias primas, planta piloto, material de laboratorio y métodos analíticos usados en la experimentación. Capítulo III de Análisis y discusión de resultados. Se presentan los resultados de la experimentación, se realiza el análisis y discusión de los mismos, se comparan dichos resultados contra resultados de referencia y se realiza un costeo de aditivación para determinar la opción con la cual el diésel UBA cumple con las especificaciones de lubricidad y conductividad eléctrica.