Nueva metodología para la evaluación de catalizadores de craqueo catalítico de hidrocarburos

Abstract

Se desarrolló una metodología de evaluación de la performance de catalizadores comerciales de craqueo catalítico de hidrocarburos en laboratorio, basada en el reactor Simulador de Riser CREC como alternativa a los reactores de lecho fijo MAT y FFB. Las condiciones experimentales utilizadas en el reactor Simulador de Riser CREC fueron cercanas a las de proceso. Adicionalmente se cumplieron experiencias en un reactor MAT, cuyas condiciones experimentales permitieron la comparación de resultados. Se emplearon cinco diferentes catalizadores comerciales equilibrados de unidades en operación y tres diferentes gasoils de vacío, provistos por empresas refinadoras. Los resultados de ambos dispositivos fueron comparados en términos de actividad y producción de grupos. La gasolina se evaluó en términos de octanaje y composición. Se analizó un producto particular de interés en el FCC (isobutano). Se establecieron diferencias en las producciones de grupos y en la magnitud de las reacciones de transferencia de hidrógeno entre ambos reactores. Los resultados de un par catalizador-alimentación fueron confrontados con experiencias para el mismo par utilizando un reactor de lecho fijo fluidizado (FFB). También para otro par catalizador-alimentación fue posible contar con datos comerciales que se compararon con resultados obtenidos en los reactores Simulador de Riser CREC y MAT. Los resultados permitieron analizar las ventajas y desventajas de cada reactor, el impacto de los parámetros operativos y la estimación del rango de validez y aplicabilidad práctica de cada reactor, y definir una metodología de evaluación de catalizadores comerciales de FCC equilibrados en planta basada en el reactor Simulador de Riser CREC.

A laboratory methodology to evaluate the performance of commercial fluid cracking catalysts was developed based on the CREC Riser Simulator as opposed to plug flow reactors, such as MAT and FFB. The experimental conditions used in the CREC Riser Simulator were close to those in the industrial setting. To compare these results with other methods, tests were conducted in a MAT reactor under similar experimental conditions. Five equilibrated commercial catalysts from operating industrial units and three vacuum gasoils provided by refineries were used. Both sets of results were compared in terms of catalytic activity and product distribution. Gasoline was rated in terms of octane and compound distribution. In addition, a particular benchmark product in FCC, isobutane, was studied. Differences in product distribution and in the hydrogen transfer magnitude were observed. Results corresponding to a catalyst/feed pair were confronted with tests conducted with the same pair but using a fixed fluidized bed reactor (FFB). Experimental data from an industrial unit corresponding to another catalyst/feed pair allowed a comparison with results obtained in the CREC Riser Simulator and MAT. The study presented in this Thesis using the CREC Riser Simulator enabled the analysis of the advantages and disadvantages of each reactor, the impact of operation parameters and to estimate practical applicability constrains of each reactor. As a result, an evaluation methodology for commercial equilibrated FCC catalysts was successfully established.