Reforming Catalitico

Reforming Catalítico
Curso: Materias Primas Petroquímicas

Profesor: Ing. Ricardo Maggioni
Alumno: Leonel H. Dotta
Año: 2010
FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS A LA INDUSTRIA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CUYO
Su principal objetivo es convertir los hidrocarburos de bajo número
de octano presentes en los cortes tipo nafta, fundamentalmente en
nafténicos y aromáticos.
Como subproducto aparece una importante producción de hidrógeno

que generalmente se deriva a procesos de hidrogenación (200 m3 de
H2 por m3 de carga procesada).
Los componentes clásicos de las cargas a reformación son las naftas

de topping, generalmente el corte denominado “pesado” de unos 80 a
220 °C, más la nafta de coque u otros procesos térmicos.
Componente Carga Producto

Parafinas 50 30
Olefinas 5 0
Naftenos 35 10
Aromáticos 10 60
Cinética y Termodinámica
1. REACCIONES DE DESHIDROGENACIÓN
2. REACCIONES DE ISOMERIZACIÓN
3. REACCIONES DE HYDROCRACKING
1. REACCIONES DE DESHIDROGENACIÓN
1.1. Deshidrogenación de C6-Naftenos a Aromáticos.
Metilciclohexano Tolueno
RON 75 RON>100
1.2. Deshidroisomerización de Alquil-C5-Naftenos a Aromáticos.
Metilciclopentano Ciclohexano Benceno

RON 91 RON 83 RON>100
1.3. Deshidrociclización de Parafinas a Aromáticos.
n-octano o-xileno
RON 0 RON>100
La reacción de deshidrogenación Nafteno Aromático es la más rápida

de todas, catalizada por la función metálica del catalizador.
El rendimiento en aromáticos es incrementado por:

1. Alta temperatura
2. Baja presión
3. Baja velocidad espacial (promueve aproximación al equilibrio)
4. Baja relación H2/Hidrocarburo (desplaza la reacción “hacia la derecha”; sin embargo,
debe mantenerse una presión parcial de H2 suficiente como para prevenir la formación
de coque excesiva)
2. REACCIONES DE ISOMERIZACIÓN
2.1. Isomerización de n-parafinas a Isoparafinas
n-pentano i-pentano
RON 62 RON 92
2.2. Isomerización de Ciclopentano a Ciclohexano seguido de conversión a

Benceno.
Metilciclopentano Ciclohexano Benceno

RON 91 RON 83 RON>100
Las reacciones de isomerización son bastante rápidas, con efectos térmicos poco
importantes. El rendimiento en productos de isomerización es incrementado por:
1. Alta temperatura (aumenta la velocidad de reacción)
2. Baja presión
3. Baja velocidad espacial
3. REACCIONES DE HIDROCRACKING
3.1. Hidrocracking de Parafinas y Naftenos a Parafinas menores
n-heptano propano n-butano
Son reacciones exotérmicas y también las más lentas en desarrollarse.
El rendimiento en productos de hidrocracking es incrementado por:

1. Alta temperatura (aumenta la velocidad de reacción)
2. Alta presión
3. Baja velocidad espacial
Reacción ΔH, kJ/mol H2

Parafina a Nafteno +44 (endotérmica)
Parafina a Aromático +71 (endotérmica)
Hidrocracking -56 (exotérmica)
Variables Operativas
1. TEMPERATURA
2. PRESIÓN
3. RELACIÓN HIDRÓGENO/HIDROCARBURO
4. VELOCIDAD ESPACIAL
1. TEMPERATURA
• Es la variable normal de ajuste para el control del RON de la nafta.

• Mayor temperatura, mayor RON.
• Determina el fin de ciclo operativo de la unidad ya sea porque se alcanza
la temperatura máxima permisible en los hornos de proceso o la máxima
temperatura admisible del catalizador.
Variación de la temperatura durante la operación

2. PRESIÓN
Presiones bajas incrementan la producción de Ar e H2 por deshidrogenación
de naftenos y deshidrociclización de parafinas, reduciendo el hidrocracking.
Influencia de la presión en el rendimiento de naftas
Las desventajas de aumentar la presión son:

• Aumenta la formación de coque sobre el catalizador
• Disminuye el rendimiento en nafta
• Ciclos de operación más cortos
3. RELACIÓN HIDRÓGENO/HIDROCARBURO
Al incrementar la relación H2/HC disminuye la desactivación del catalizador

por formación de coque.
El aumenta en la relación H2/HC trae como desventaja una disminución en

las reacciones de deshidrogenación y un aumento en las reacciones de
hidrocracking.
Se emplean relaciones molares H2/HC de 2 a 3.
4. VELOCIDAD ESPACIAL
Es una medida del tiempo de contacto entre la carga y el catalizador.
La elección depende de un compromiso entre el hidrocracking permisible y

la deshidrociclización deseada. La aromatización e isomerización no son
afectadas por cambios en la velocidad espacial debido a que por su cinética
se aproximan al equilibrio rápidamente.
Valores típicos corresponden a 1 – 2 h-1 expresados como volumen de carga

al reactor por hora/volumen de catalizador.
Configuración de los reactores
A. Esquema de hornos (F1, F2, F3) y reactores
(R1, R2, R3).
B. Variación de temperatura en los reactores.
C. Variación en la composición de los
efluentes de cada reactor.
Distribución de catalizador entre los

reactores:
R1: 15%
R2: 15-30%
R3: 55 - 60%
Reactores
En los procesos de reforming semiregenerativo, se emplean reactores de
lecho fijo, similares a los reactores empleados para hidrotratamiento,
isomerización e hidrocracking.
Catalizador
Todos los catalizadores de reforming empleados actualmente contienen platino
soportado sobre alúmina. En la mayoría de los casos, el platino es combinado
con renio para formar un catalizador más estable que permite operar a
presiones más bajas.
Metales Activos (Pt 0,22% - Re 0, 44%): provee sitios activos para reacciones de
hidrogenación y deshidrogenación.
Soporte ácido (Al2O3 clorada): provee sitios ácidos para reacciones de

isomerización, ciclización e hidrocracking.
Esquema de hidrotratamiento de naftas
700-800 °F=370-420 °C; 100 °F=37 °C

Procesos de Reforming Catalítico
Industrialmente se construyen 3 tipos de catalytic reforming,

agrupados según la forma de regenerar el catalizador:
1. Procesos Continuos
2. Procesos Cíclicos
3. Procesos Semi-Regenerativos
Reforming catalítico, proceso semiregenerativo
925-975 °F=496-520 °C; 100°F=37 °C; 350-650 psig=24-44 atm; 250-500 psig=17-34 atm
Unidad de Platforming UOP
1. Reactores
2. Horno
3. Columna estabilizadora
4. Sala de control
1 1 1
2
4
Reforming catalítico, proceso continuo (CCR
Platforming, UOP)
Planta de Extracción de Aromáticos
Es muy difícil de separar la mezcla BTX de las parafinas por simple destilación ya que los
puntos de ebullición de los diferente compuestos se cruzan.
Para obviar este inconveniente primero se separan las parafinas y nafténicos sin reaccionar
de los aromáticos por extracción con solvente. Se utiliza un proceso basado en el solvente
Sulfolane cuya afinidad por los hidrocarburos aromáticos es muy superior a la que tiene por
las parafinas.
El solvente se recupera por fraccionamiento y vuelve al sistema.
Una vez separadas las parafinas de los aromáticos, se utiliza la destilación para separar los
aromáticos entre sí, aprovechando la gran diferencia de puntos de ebullición que existe
entre ellos.
Compuesto Punto de ebullición (°C)

Benceno 80,05
Tolueno 110,6
Xilenos 138-144
Es posible separar el ortoxileno de los demás xilenos por ser el más pesado de mayor punto
de ebullición, pero los puntos de ebullición del meta y el paraxileno son tan próximos que es
imposible separarlos por destilación. Afortunadamente sí presentan grandes diferencias en
sus puntos de congelación por lo cual es esta propiedad la que se utiliza para la separación
del paraxileno del metaxileno.
Bibliografía
Catalytic Reforming. Training Material
Cerutti, A.A. (2002). La Refinación del Petróleo. Argentina: IAPG.
Gary, J. H., Handwerk, G. E (2001). Petroleum Refining. Technology and

Economics. New York: Marcel Dekker
Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (2007). Wiley-VCH.
www.gustato.com

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Como subproducto aparece una importante producción de hidrógeno

Los componentes clásicos de las cargas a reformación son las naftas

Componente Carga Producto

1.1. Deshidrogenación de C6-Naftenos a Aromáticos.

1.2. Deshidroisomerización de Alquil-C5-Naftenos a Aromáticos.

Metilciclopentano Ciclohexano Benceno

La reacción de deshidrogenación Nafteno Aromático es la más rápida

El rendimiento en aromáticos es incrementado por:

2.2. Isomerización de Ciclopentano a Ciclohexano seguido de conversión a

Metilciclopentano Ciclohexano Benceno

n-heptano propano n-butano

Son reacciones exotérmicas y también las más lentas en desarrollarse.

El rendimiento en productos de hidrocracking es incrementado por:

Reacción ΔH, kJ/mol H2

• Es la variable normal de ajuste para el control del RON de la nafta.

Variación de la temperatura durante la operación

Influencia de la presión en el rendimiento de naftas

Las desventajas de aumentar la presión son:

Al incrementar la relación H2/HC disminuye la desactivación del catalizador

El aumenta en la relación H2/HC trae como desventaja una disminución en

Se emplean relaciones molares H2/HC de 2 a 3.

Es una medida del tiempo de contacto entre la carga y el catalizador.

La elección depende de un compromiso entre el hidrocracking permisible y

Valores típicos corresponden a 1 – 2 h-1 expresados como volumen de carga

A. Esquema de hornos (F1, F2, F3) y reactores

(R1, R2, R3).

B. Variación de temperatura en los reactores.

C. Variación en la composición de los

efluentes de cada reactor.

Distribución de catalizador entre los

Soporte ácido (Al2O3 clorada): provee sitios ácidos para reacciones de

700-800 °F=370-420 °C; 100 °F=37 °C

Industrialmente se construyen 3 tipos de catalytic reforming,

El solvente se recupera por fraccionamiento y vuelve al sistema.

Compuesto Punto de ebullición (°C)

Cerutti, A.A. (2002). La Refinación del Petróleo. Argentina: IAPG.

Gary, J. H., Handwerk, G. E (2001). Petroleum Refining. Technology and

Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (2007). Wiley-VCH.

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