Transcript Manejo comp azufrado..

Manejo De Compuestos
Azufrados
Integrantes:
 Canro Daniel
 Forero Alix
 Núñez Francisco
 Vielma Manuel
EL CRUDO
Procesos de refinación
1.Separación por destilación. Separación mediante calor, de los diversos
componentes del crudo.
2.Conversión. Transformación de los productos intermedios de cara a adecuar
la producción a la demanda existente y/o mejorar sus propiedades.
3.Purificación. Eliminación o transformación de los compuestos (agua, sal,
azufre...).
4.Mezclado o Blending. Mezclado de productos intermedios de cara a obtener
los productos finales especificados.
¿Por qué son necesarios los procesos
de purificación de azufre en el crudo?
Evitar
Envenenamiento del catalizador
Y la corrosión
Tratamiento con amina
Aplicación en Refinerías
Tratamiento de gas
combustible para re-circular.
Tratamiento de LPG.
Hidro-tratamiento.
Coquificación, Craqueo,
Reformado, Izomerizacion
S+H2+ Alta presión-H2S
Unidad de recuperación de
gases.
Absorción con amina
Manejo a baja P
Absorción con aminas
Manejo a alta P
Unidades de
Tratamiento
Gas
Combustible
Unidades de
Tratamiento
de Dual
Regenerador
Flash
Tanque de
Amina
Reboiler
absorbedor
Amina
pobre
Amina
Amina rica
MEA
DEA
MDEA
• Altamente reactiva
• Se degrada COS, CS2 , CO2
• Menos reactiva
• Resistente
• Difícil de conseguir
•
•
•
•
Diseñada para ese proceso
No trata compuestos a baja presión.
Altamente selectiva.
Menos energía. Costosa.
Coquificación
Craqueo
Acidos
Contaminantes+
Aminas
Lavado con
agua
HSS (XHSS=0.1)
Tope del
Regenerador
Purga
Gas
reciclado
Fuel
Gas
LPG
10
Vol
ppm
160
Vol
ppm
50
Wt
ppm
Cantidad de amina empleada
Depende de la amina empleada
Controlar la solución de amina
Temperatura
XHSS
Separador de
Aminas
Filtración del
carbón
• A la salida del regenerador debe ser 126 °C
• Se puede variar T en función de Xamina
• Menor 10 %
• Proceso en 3 fases de 30 a 20 min.
• No excede el 10%.
Fundamentos del
Proceso.
Merox , por sus siglas en ingles, es un proceso de conversión catalítica en el
cual los mercaptanos son convertidos a disulfuros promovidos por un
catalizador el cual activa la oxidación a temperatura ambiente usando
oxigeno atmosférico.
Diagrama de flujo simplificado.
Descripción del Proceso.
La corriente de hidrocarburo amargo fluye del tanque
de alimentación al contactor con la solución de Sosa
Caustica conteniendo el catalizador (IMP-OM-1) y el aire.
La mezcla fluye a un tanque separador en donde es
extraída por la parte superior la corriente de
hidrocarburo tratado mas aire remanente y por la parte
inferior la solución de Sosa regenerada.
Tipos de unidades de proceso Merox.
En la actualidad se han diseñado diversas versiones del proceso Merox,
todas ellas para un propósito en especifico.
Merox convencional.- Para la extracción de mercaptanos del GLP y
naftas ligeras.
Minalk Merox.- Para el endulzamiento de naftas intermediarias, este
proceso inyecta pequeñas ppm de Sosa Caustica en la nafta de
alimentación.
Merox libre de Sosa.- Como su nombre lo indica es un proceso que
cambia a la sosa caustica por una solución de amoniaco y agua, y así
alcanzar la alcalinidad deseada, es utilizado en la querosina y algunas
veces en la turbosina.
Diagrama del proceso Merox para turbosina.
Diagrama del proceso Merox para Gas LP.
Química del Proceso.
El proceso Catalítico de remoción de Mercaptanos presentes en
hidrocarburos ligeros, permite el endulzamiento de diversos productos
desde una mezcla de propano-butano (Gas LP) hasta fracciones tipo
nafta mediante el tratamiento a base de soluciones Causticas de
Hidróxido de Sodio en presencia de un catalizador organometalico.
Químicamente el proceso consiste en las siguientes reacciones
moleculares :
RSH + NaOH
RSNa +
¼ O2
NaSR
NaOH +
+
H2O
½ R2S2
Catalizador.
Los procesos mas recientes de conversión de Mercaptanos consideran
como
catalizadores
de
oxidación
quelatos
o
complejos
organometalicos generalmente a base de fierro, cobre y cobalto.
El catalizador desarrollado por el IMP consiste de una ftalocianina de
cobalto sulfonada en un grado tal que se pueda lograr la suspensión
del mismo en la solución de Sosa. Este catalizador es muy conocido por
su capacidad para catalizar la oxidación de Mercaptanos en destilados
del Petróleo agridulce, sin embargo han encontrado muy poca
aceptación en el tratamiento.
Por esa razón se están estudiando y creando diferentes tipos de
catalizadores, por ejemplo;
Ftalocianina de cobalto encapsulada en Zeolita X e Y para aumentar su
fuerza básica.
Catalizador.
El catalizador utilizado es de un tono
verde azulado, amorfo insoluble en
agua, resistente a altas temperaturas.
Muy estable a la luz, el calor y las
soluciones químicas.
Variables del Proceso.
Presión.- La presión de operación en el mezclador debe ser tal que el
aire necesario para la oxidación de los Mercaptanos en la fase acuosa,
tenga la máxima solubilidad en la misma. Para tal efecto se sugiere que
la presión mínima de operación sea de 3-3.5 Kg/cm2.
2.-Temperatura.- El aumento de temperatura reduce la solubilidad del
aire en la fase acuosa. Se sugiere que la temperatura de operación
máxima sea de 40 grados Celsius.
3.-Flujo de aire.- Se recomienda un flujo de aire de 20 lt/h.
4.-Concentracion de catalizador en la solución de sosa.- Dentro del
intervalo de 75-300 ppm, no se tienen variaciones notables en la
eficiencia de oxidación de los mercaptanos.
Efectos de las variables del proceso.
La reacción se altera de acuerdo con las siguientes variables de
operación:
1.-Concentracion de la solución de NaOH.- Dentro de ciertos limites (619% en peso) el aumento de la concentración mejora la extracción
2.- Temperatura.- El aumento de la temperatura favorece la reacción
inversa.
3.-Tipos de Mercaptanos.- El aumento del peso molecular y la
ramificación disminuyen el carácter acido de los mercaptanos y
consecuentemente la facilidad de reacción.
4.-Concentracion de Mercaptanos.- El grado de extracción es función
directa del contenido de mercaptanos en la corriente de
hidrocarburos.
5.-Relacion de solución de Sosa –hidrocarburo.- Una mayor relación
aumenta el grado de extracción.
Efecto de las variables del proceso.
El incremento de la velocidad de reacción se puede lograr mediante el
manejo adecuado de las siguientes variables de operación:
1.-Aumento de la temperatura de extracción-oxidación.
2.-Aumento de la cantidad de aire respecto al nivel estequiometrico.
3.-Aumento del grado de contacto entre la solución de Sosa,
hidrocarburo y aire.
4.-Aumento de la concentración del catalizador.
En resumen, la etapa de extracción y oxidación catalítica de los
mercaptanos a disulfuros puede representarse en forma simplificada de
la siguiente manera:
4 RSH + O2
Catalizador
NaOH
2 RSSR
+
2
H2O
Termodinámica de la reacción.
Proceso Claus
• El proceso Claus es un proceso químico catalítico que
se utiliza para convertir el sulfuro de hidrógeno gaseoso
(H 2 S) en azufre elemental (S). El proceso se conoce
comúnmente como una unidad de recuperación de
azufre (SRU ) y se utiliza mucho para producir azufre del
sulfuro de hidrógeno se encuentra en el gas natural en
bruto y de los gases de subproductos ácidos que
contienen sulfuro de hidrógeno derivado de refinado
de aceite crudo de petróleo y otras instalaciones
industriales.
Proceso Claus
• La recuperación del azufre contenido en los gases
agrios de las corrientes de desecho incorpora valor
económico a la producción obtenida en las
refinerías. También contribuye a mejorar la calidad
del aire, pues elimina la incineración del producto
que actualmente se realiza a través de las antorchas
de combustión de las refinerías.
Unidad de proceso Claus
Conversión del azufre en el
horno
Reacción química
• H2S + 3⁄2O2
• H2S + 1⁄2SO2
catalítica)
SO2 + H2O (térmico)
3⁄2S
+ H2O (térmica y
Horno y unida recuperadora de
calor
Descripción del proceso
Porcentaje de recuperación del
azufre
•
•
•
•
•
Horno……………. 50 % a 90%
Convertidor 1…….85% a 95%
Convertidor 2 ...…..94% a 97%
Convertidor 3 ……96 % a 98%
Convertidor 4 …….98% a 99% +
Mejoras del proceso Claus
• SUPERCLAUS
• El oxígeno Claus.
• Mejores catalizadores