La Hidrosulfuración
La Hidrosulfuración
La Hidrosulfuración
¿Qué es la hidrodesulfuración?
Hidrotratamiento.
Uno de los procesos más importantes llevados a cabo, dentro de la industria de la refinación de
crudo, es sin duda; el proceso de hidrotratamiento, que consiste principalmente en el tratamiento
de las fracciones de petróleo en presencia de hidrogeno y un catalizador. Se pueden distinguir dos
tipos de procesos de hidrotratamiento denominados; hidroconversión e hidropurificación.
Por otra parte, las reacciones de hidropurificación o mejor conocida como hidrorefinación,
consiste en la remoción de los heteroátomos presentes en las diferentes cargas, sin alterar el peso
molecular promedio de la mezcla, dando como resultado diferentes reacciones que pueden ocurrir
simultáneamente al eliminar cada uno de los elementos presentes en la carga. Las principales
reacciones que se llevan a cabo en el proceso de hidropurificación son:
· Hidrodesmetalación (HDM), consiste en remover todos los metales presentes en las cargas
tales como; el níquel y vanadio.
Hidrodesulfuración (HDS)
Este azufre se encuentra combinado formando componentes químicos que, de ser encontrados en
los combustibles en el motor en el momento de la combustión, este se corroería y al mismo
tiempo, al ser expulsados los gases, contaminarían el ambiente.
El nivel de hidrodesulfuración depende de varios factores entre ellos la naturaleza de la fracción
de petróleo a tratar (composición y tipos de compuestos de azufre presentes), de la selectividad y
actividad del tipo de catalizador utilizado (concentración de sitios activos, propiedades del
soporte, etc.), de las condiciones de reacción (presión, temperatura, relación
hidrocarburo/hidrógeno, etc.) y del diseño del proceso. Es importante señalar que el H2S debe ser
continuamente removido porque es un inhibidor de las reacciones de HDS y envenena el
catalizador.
2.1. Hidrodesulfuración
Durante este proceso se depositan sobre los catalizadores carbón y metales que no han sido
totalmente extraídos en procesos previos; que compiten con los compuestos de azufre por los
sitios activos del catalizador disminuyendo su actividad durante el tratamiento. Esto obliga a
combinarlos o regenerarlos constantemente para restablecer su actividad. (Ramírez, 1981).
Importancia de la hidrodesulfuración.
La reducción de las emisiones de dióxido de azufre resultantes del uso de esos combustibles en
vehículos automotores, aeronaves, locomotoras de ferrocarril, barcos, o las plantas de petróleo,
hornos de combustión de energía residencial e industrial, y otras formas de combustión de
combustibles, como finalidad del proceso.
Otra razón importante para eliminar el azufre de las corrientes de nafta intermedios de productos
dentro de una refinería de petróleo es que el azufre, incluso en concentraciones extremadamente
bajas, son venenos de los catalizadores de metal noble de platino y renio en las unidades de
reformado catalítico que se utilizan posteriormente para actualizar las corrientes de nafta.
Remoción de azufre
RSH + H2 RH + H2S
Para sulfuros:
ü Hidrogenacion de olefinas
Generalmente, en las fracciones de petróleo están presentes trazas de olefinas, sin embargo, en
fracciones que ha sido sometidas a proceso de craqueo, pueden contener altas cantidades de
olefinas. Por ejemplo los aceites de reciclos de cracking catalítica (ARL) usualmente contienen
alrededor del 10% en peso de olefinas (principalmente mono- olefinas)
Las siguientes reacciones de hidrogeneración pueden ocurrir:
1. C = C + H2 CH – CH
2. C = C – C = C + H2 C=C+H–H
3. C = C – CH + H2 CH-CH – CH – CH
Zirdellys
Se debe reducir el contenido de Azufre de las fracciones de del crudo, por las siguientes razones:
a- Debido a que los catalizadores del reformado catalítico son altamente sensibles al azufre su
contenido debe estar por debajo de 1ppm.
b- Los controles estándar de contaminación de aire requieren de una remoción del 80% o más del
contenido de azufre presente en los combustibles
c- La mayoría del azufre presente en un GAS-OIL alimentado aun Cracking catalítico, puede ser
depositado en forma de Coque el cual puede convertirse a SO2 en el regenerador y puede ser
emitido a la atmosfera en los gases de combustión.
Se lleva a cabo rangos de temperaturas 500-825°F, con presiones 150-3000 psig, con flujos de
H2 250-10000 SCF/Barril, y las velocidades espaciales 0.5-5 V.L/V.C.hr
A estas condiciones y con un catalizador de sulfuro metálico sobre aluminia o sílice- aluminia,
los compuestos sulfurados, reaccionan para producir sulfuros de hidrogeno e hidrocarburos.
Fracciones que antes del craqueo contiene azufre no tiofenico después del proceso su
composición puede ser exclusivamente tiofenicos.
De Coquización
Estas secciones mayores de la unidad de HDS proveen las instalaciones para desulfurar
catalíticamente los gasóleos y preparar productos para uso inmediato o para mezcla adicional.
En la sección de reacción se lleva a cabo la conversión del azufre contenido en la carga en sulfuro
de hidrogeno, mediante el uso de un reactor de lecho fijo, donde el contenido de azufre,
nitrógeno y oxigeno son convertidos en H2S, NH3 y H2O, sobre el catalizador.
Proceso de Hidrodesulfuración
Uno de los procesos que ha venido cobrado mayor importancia dentro de los complejos
industriales es el proceso de Hidrodesulfuración el cual consiste en reducir la cantidad de azufre
que se encuentra en el petróleo desde su formación en el subsuelo. Es por ello que en este capítulo
se describirá a continuación los aspectos generales, las variables de operación, los procesos
utilizados y la Biodesulfuración.
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