Efecto de las variables de operación al procesar crudo no convencional tipo shale oil y/o mezclas con gasóleos de vacío convencionales e hidrotratados en las unidades de desintegración catalítica FCC

Abstract

RESUMEN: El proceso de desintegración catalítica en lecho fluidizado (FCC) es una de las principales tecnologías de conversión de fondo de barril en la industria del petróleo. La unidad FCC contribuye con la mayor proporción de gasolina en el pool, así como una fracción importante de propileno utilizado en la petroquímica. El trabajo de esta tesis presenta una visión general de las tendencias actuales en el campo de la investigación y desarrollo. Estas tendencias incluyen formas de hacer posible procesar fracciones de petróleo crudo muy pesadas o ligeras, y convertir estas cargas complejas en una mayor cantidad de gasolina. El objetivo que se persigue en esta tesis es mostrar el impacto que tiene el procesamiento de gasóleos convencionales y/o gasóleos hidrotratados mezclados con crudos no convencionales tipo Tight/Shale Oil en las unidades de desintegración catalítica fluidizada (FCC) a través de los simuladores del proceso tales como Aspen HYSYS CatCracker® V. 11, considerando tanto la proporción de mezcla como el efecto de la temperatura de reacción. En el Capítulo I muestra el estado del arte de la tecnología FCC, mejora de la tecnología de reactores y catalizadores, así como tendencias generales. En el Capítulo II da pauta a una descripción y evolución detallada del proceso FCC, desarrollo de catalizadores, mecanismos de reacción y componentes del catalizador FCC. En el Capítulo III describe las bases de simulación de la unidad FCC a través de la utilización del Simulador Aspen HYSYS CatCracker® V.11. En el Capítulo IV se exponen los resultados de la calibración y simulación de dos unidades FCC, una procesando gasóleo convencional y la otra unidad gasóleo hidrotratado y sus mezclas con crudo no convencional tipo Tight/Shale Oil. En este capítulo también se muestran dos casos de estudio: el primer caso considera la mezcla de GOV y/o GHDT con crudo no convencional tipo Tight/Shale Oil. Los resultados que se presentan muestran una mayor conversión a gasolina en cada unidad FCC siendo de 73.7% vol. para la unidad FCC-I y de 75.9% vol. para la unidad FCC-II, con respecto a la carga alimentada. En el segundo caso, se varío la temperatura de reacción en el intervalo de 490°C a 530°C. La máxima temperatura de operación es de 525°C para la unidad FCC-I, y 530°C para la unidad FCC-II, ya que a temperaturas mayores de 530°C se alcanza la sobredesintegración provocando una disminución en el rendimiento de gasolina y un incremento en la producción de Gas LP. También se muestra la simulación del fraccionador principal, así como balances económicos por el procesamiento de las cargas y mezclas. En el Capítulo V se presenta la simulación de la sección recuperadora de vapores. Al final de la tesis se presentan las conclusiones, referencias bibliográficas y dos anexos que describen la reconciliación de datos y memoria de cálculo de balance de materia y energía del proceso FCC.