Mecanismos de formación de aromáticos en cortes de destilados medios del FCC. Impacto sobre su calidad y consecuencias del uso de residuos

Abstract

Se evaluó la reactividad de compuestos modelo representativos de alimentaciones tradicionales y residuales utilizadas en el proceso de FCC (Fluid Catalytic Cracking) sobre catalizadores sintetizados en planta piloto, comercial de maximización de LCO (Light Cycle Oil) fresco y equilibrado, y modificados en laboratorio por steaming (tratamiento hidrotérmico con vapor, 788 ºC, distintos tiempos de contacto). La evaluación catalítica se realizó en un reactor Simulador de Riser CREC a distintas temperaturas, relaciones Cat/Oil y tiempos de reacción. La identificación de los productos de reacción fue por cromatografía gaseosa. La conversión de compuestos presentes en los cortes gasolina y LCO, como decalina (nafténico), tetralina (nafténico-aromático) y naftaleno (aromático), permitió identificar los aromáticos formados y proponer mecanismos de formación de tales compuestos. La reactividad de poliaromáticos presentes en el LCO y HCO (Heavy Cycle Oil), como el 1-feniloctano y bifenil (aromáticos alquilados), el fluoreno y 9, 10 dihidrofenantreno (nafténico-aromáticos) y el fenantreno, pireno y benzo(a)antraceno (aromáticos policíclicos) permitió reconocer que estos compuestos pueden fraccionarse y condensarse, favoreciendo la formación de benceno y coque respectivamente. La conversión de quinolina-65, considerado como reactivo representativo de residuos mostró alta sensibilidad a la producción de coque, lo que permitiría su empleo como compuesto modelo para determinar selectividades a coque. La reactividad de las fracciones constituyentes de un residuo de torre atmosférica (saturados, aromáticos, resinas y asfaltenos), sugiere que cada fracción tiene un comportamiento individual diferente, existiendo interacciones entre las mismas cuando integran un residuo, por lo que su comportamiento global no puede predecirse de manera aditiva.

The reactivity of model compounds representing conventional and residual feedstocks in the Fluid Catalytic Cracking (FCC) process was studied over catalysts which were synthetized in pilot plant, equilibrium and fresh commercial aimed at maximizing Light Cycle Oil (LCO) and laboratory modified (hydrothermal treatment with steam, 788 ºC, various contact times). The catalytic evaluation was performed in a CREC Riser Simulator reactor at different temperatures, Cat/Oil relationships and reaction times. Product identification was performed by means of gas chromatography. The conversion of compounds which are present in gasoline and LCO, such as decalin (naphthenic), tetralin (naphthenic-aromatic) and naphthalene (aromatic) allowed to identify the aromatic compounds formed and propose mechanisms to explain their formation. The reactivity of polyaromatic compounds present in LCO and Heavy Cycle Oil (HCO), such as 1-phenyloctane and biphenyl (alkylated aromatics), fluorene and 9,10-dihydrophenanthrene (naphthenic-aromatics) and phenanthrene, pyrene and benz[a]anthracene (polycyclic aromatics) confirmed that these compounds can be cracked and condensed, leading to benzene and coke, respectively. The conversión of quinolin-65, assumed as representative of residual feedstocks, showed a high sensitivity to coke yield, thus suggesting that it is possible to use it as a model compound to study coke selectivities. The reactivities of the various fractions which make up an atmospheric tower bottom stream (saturates, aromatics, resins and asphalthenes) suggest that each fraction has a particular behaviour, interactions between them existing when they form a resid; in this way, the overall behaviour can not be predicted following an additive approach.