Hidrotratamiento catalítico de un aceite crudo pesado en presencia de un precursor heteropoliácido (H3PMo12O40)

Abstract

RESUMEN: Este trabajo de tesis está relacionado con en el estudio del hidrotratamiento de un aceite crudo pesado (Ku-Maloob-Zaap) en presencia de MoS2 formado in-situ a partir del uso de un precursor heteropoliácido (H3PMo12O40). La evaluación se realizó en un reactor tipo batch en lecho disperso a diferentes temperaturas (380, 390 y 400°C) y concentraciones de sal precursora de 0, 500 y 1500 ppm de molibdeno a una presión de 1100 psi de H2 y agitación de 700 rpm. Los productos fueron caracterizados para obtener sus principales propiedades físicas y químicas mediante gravedad API, viscosidad, análisis SARA, contenido de azufre y coque, curva de destilación, masa molar, carbón residual y cromatografía. Los resultados muestran que el hidrotratamiento térmico no provoca un efecto importante a 380°C, ya que la concentración de destilados atmosféricos presenta un incremento del orden del 13 % con respecto al observado en el aceite original. Aunque a 390 y 400°C si se observa un mayor incremento ( 23 %), existe una limitante que es la presencia de una fase sólida (5.10 y 14.26 % peso) y gas (5.95 y 7.85 % peso), respectivamente. Esto se debe principalmente a la presencia de reacciones de dealquilación, las cuales permiten la formación de gases, así como reacciones de condensación y rechazo de carbono, la cuales provocan la formación de la fase sólida. Posteriormente, el hidrotratamiento catalítico mostró una mejor efectividad debido a que reduce la concentración de gases y sólidos. Al mismo tiempo, se incrementa la concentración de destilados atmosféricos (>5 %). En términos del análisis SARA de la fase líquida, se observa un incremento en la concentración de saturados y aromáticos con respecto a los observados en la evaluación térmica. En cuanto a las diferencias encontrados debido a la concentración de catalizadores, se observó qué al utilizar la mayor concentración (1500 ppm de Mo) se alcanza una mayor conversión del residuo de vacío presente en el aceite crudo. ABSTRACT: This work was focused on the hydrotreating of a heavy crude oil (Ku-Maloob-Zaap) with MoS2 obtained in-situ, using a heteropolyacid as a precursor (H3PMo12O40). The reactions were carried out in a batch reactor in slurry phase at 380, 390 and 400°C and concentrations of precursor salt (0, 500 and 1500 ppm of molybdenum), at 1100 psi of H2 and 700 stirrings. The products were characterized by API gravity, viscosity, SARA analysis, sulfur and coke content, distillation curve, molecular mass, residual carbon and chromatography. The results show that thermal hydrotreatment does not exhibit positive effects. At low temperature (380 °C) low contents of light products are produced (less than 13%), but at 390 and 400 °C, although there is an increase in the yields of light fractions such as gasoline, kerosene and diesel (~ 23%), a high percentage of solids and gases are produced (between 5 and ~14%). On the other hand, the catalytic hydrotreatment proved to be effective at both concentrations, reducing gas production between 26.11 and 40.76% and the solids reduced, at 390 °C their formation was inhibited. In addition, this hydrotreatment produced higher amounts of saturated and aromatic compounds (about 30%) than the thermal one. Finally, the effect of the concentration was analyzed and it was determined that the use of a higher concentration of catalyst (1500 ppm of Mo) presents better conversions in the hydrotreatment, because at 400° C, where the best conversion of vacuum residue took place with 1500 ppm, it was reduced 26.34% more than with the lowest concentration.