delayed coker flexicoker viscorreduccion

VISCOREDUCCION

FLEXI COQUER

DELAY COQUER

FEBRERO 2011

Realizado Por:

Joaquín MedinaEudys DunoGleimar AmayaAndry Saúl

Profesor:Anwar Richianny

✓ Proceso sin rechazo de carbón

✓ Disminuir el consumo de diluente

Viscorreducción

✓ Reducir el consumo de diluente mezclado con el combustible líquido residual, para lograr las especificaciones de dicho producto.

Objetivo del proceso

Conceptos aplicados a viscorreducción

✓ Conversión: calculada en base a los productos con punto de ebullición por debajo de 165 C (gases +gasolina).

✓ V50: expresión numérica de la viscosidad V50=19.2+33.5*log (log (visc.cin en cSt a T+0.85)) +115*log((T + 273)/323)

✓ Fuel # 2: combustible líquido standard con V50=10.5.

✓ Fuel # 6 (Maroil): combustible líquido pesado con V50=32.9.

Ejemplo de ganancia de fuel # 2:

✓Sin viscorreducción:

✓Con viscorreducción (conv. de 5%)

Residuo 1000 T/D 44.1

Fuel # 2 500 T/D 10.5

Fuel # 6 producido 1500 T/D 32.9

V50

Residuo visc. (165 C+) 950 T/D 40.0

Fuel # 2 300 T/D 10.5

Fuel # 6 producido 1250 T/D 32.9

✓Ganancia de Fuel # 2: 200 T/D ó 20%p de la alimentación a viscorreducción

PROCESO DE VISCORREDUCCION

Estabilidad del residuo

✓Asfaltenos

✓Maltenos

✓Valor P

Requieren un medio disolvente para evitar la tendencia a precipitar (relación de floculación: FR).

Su contenido de aromáticos proporciona el poder de peptización (Po).

Se define como Po/FR. Para garantizar la estabilidad del residuo: Valor P > 1.1

Variación del valor P con la conversión

Valor P

Conversión (%m con respecto a la alimentación)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 2 4 6 8 10

Productos de viscorreducción

✓ Gases: fracción C4-. Usado en el pool de LPG o como fuente de

olefinas a alquilación.

✓ Gasolina (IBP-165 C): contenido de olefinas entre 40 y 50% p

inestable. Una vez tratada, es usada en el pool de gasolinas.

✓ Gasóleo (165-350 C): alto contenido de aromáticos. Usado en la

refinería como diluente del combustible residual, o al pool de gasoil.

✓ Kerosene: obtenido en algunas unidades. Es usado como diluente.

✓ Gasóleo de vacío: usado como alimentación a unidades de craqueo

catalítico.

✓ Residuo viscorreducido: usado para preparar combustible residual.

Rendimientos TC-2 (Isla) RV-1 (Cardón) Típicos

(%peso)

Gases 2.7 1.9 1.4

Gasolina 2.4 3.6 4.5

Kerosene 4.0 ---- ----

Gasóleo liviano 9.7 8.4 12.6

Gasóleo de vacío 16.8 ---- ------

Residuo 78.9 86.0 81.4

Productos de viscorreducción

√ Flexicoquificación.

√ Coquificación retardada.

√ Flexicoquificación

Generalidades

✓ Tecnología Exxon - 1970’s.

✓ Basada en coquificación fluida.

✓ Incluye en su esquema de proceso un gasificador de coque.

✓ Mínima producción de coque.

✓ FKAY - Lagoven, capacidad 52 MBPD.

Diagrama del proceso

P r o d u c t o s d e lr e a c t o r a l

f r a c c i o n a d o r

D e s p o j a d o r

A l i m e n t a c i ó n

V a p o r

R e a c t o r

G a s i f i c a d o r

S u m i n i s t r o d e a i r e

F i n o s d ec o q u e s e c o

V a p o r

C o q u e d ep u r g a

C a l e n t a d o r

G e n e r a c i ó nd e v a p o r

C i c l ó nt e r c i a r i o

A z u f r eR e m o c i ó n d e

a z u f r e

G a s d ec o q u eS e p a r a d o r

v e n t u r i

Diagrama de proceso / Descripción de flujo

✓ Alimentación es introducida, vaporizada, al reactor en donde es calentada y craqueada con partículas de coque caliente.

✓ Los vapores y cierta carga no craqueda pasan al depurador.

✓ El calor necesario es suministrado por coque proveniente del calentador.

✓ En el depurador los gases son enfriados y el reciclo (lechada) condensado.

✓ El producto de cabecera del depurador es enviado a la fraccionadora.

✓ El coque frío es enviado al calentador y de allí al gasificador.

Sección de reacción

Fraccionamiento

Compresor y recuperación de livianos

Reactor - depurador Calentador Gasificador

Torre fraccionadora Despojador de LKGO Despojador de HKGO

Compresor Columnas destilación (8)

LKGO

HKGO

gases

Gas combustible, C3, C4, nafta liviana, nafta pesada

Destilados coque

Diagrama de proceso / Descripción de flujo (cont.)

Reactor

• Temperatura fase diluida, F 980

• Presión fase diluida, psig 12

• Temperatura lecho denso, F 965

Calentador• Temperatura fase diluida, F 1100

• Presión fase diluida, psig 30,8

• Temperatura fase diluida, F 1625

• Presión fase diluida, psig 34 Gasificador

Diagrama de proceso / Condición de operación

Productos / Rendimientos

Productos Rendimientos, %p

Gas 13,90 --

Nafta liviana 6,10 --

Nafta pesada 8,62 --

Gasóleo liviano 8,20 --

Gasóleo pesado 34,53 --

Gas bajo poder -- 25,15

Flexicoque -- 3,50

Reactor Gasificador/Calentador

Reactor

✓ Severidad

✓ Punto de corte del reciclo

✓ Aglutinamiento

✓ Tamaño de partícula

Diagrama de proceso / Variables operacionales

• Tiempo de residencia

• Temperatura

• Temperatura

• Flujo alimentación

• CCR de la carga

• Circulación / inventario de coque

• Velocidad superficial

Gasificador

✓ Velocidad de gasificación

✓ Balance de calor

✓ Balance de coque

• Temperatura

• Metales

• Flujo de aire

• Flujo de vapor

Diagrama de proceso / Variables operacionales (cont.)

Exxon Research & Engineering CO.

Capacidad instalada • 160.000 bpsd, 5 unidades

Servicios industriales, por bbl de alimentación

• Electricidad, kWh 20

• Vapor, 125 psig, lb150

• Vapor, 600 psig prod, lb 200

• Agua, gal 400Inversión, sin gasificador, $ por bpsd • 1.400 - 1.900

Licenciantes

√ Coquificación retardada

Generalidades

✓ Tecnología con 70 años de madurez.

✓ Reactores de grandes dimensiones, largos tiempos de residencia.

✓ Trenes de tambores que operan de forma alterna (llenado/vaciado).

✓ Cargas típicas: residuos largos, residuos cortos, crudos pesados, fondos de FCC.

✓ Especialidades, coque producto principal.

✓ CRAY - Amuay, capacidad 34 MBPD; DCU - Cardón, capacidad 60 MBPD.

Diagrama de proceso / Coquificación retardada

T o p r e f l u x

4 0 0 ° F

9 2 0 ° F

0C

C 0

5 3 0 ° F

B o t t o mr e f l u x

1 0 0 ° F2 8 0 ° F

C o m b i n a t i o nt o w e r

8 0 0 ° F

V a p o r v a l v e s

C o k ed r u m s

Inac

tiv

e

Act

ive

W e t g a s

W i l d g a s o l i n e t o V R U

L l g h t c o k e r g a s o i l t ot u r n a c e o i l d e s u l f u r i z e r

H e a v y c o k e r g a so i l t o F C C U

C o m p r e s s o r

H e a l s i n k

P u m p a r o u n d

V a p o r l i n e

Llenado de Tambores:

✓ Alimentación fresca entra al fondo de la fraccionadora.

✓ Fondo de la torre, fresca más reciclo, es calentado en el horno.

✓ Mezcla caliente es enviada al tambor disponible para recibir carga.

✓ El tambor es llenado durante 24 h.

✓ Producto en el tambor es coque de petróleo.

✓ Producto del tope del tambor es enviado a la fraccionadora.

Diagrama de proceso / Descripción de flujo

Vaciado de Tambores

✓ Despojamiento

✓ Enfriamiento

✓ Drenaje

✓ Apertura

✓ Decoquificación (cortado)

✓ Calentamiento

Diagrama de proceso / Descripción de flujo (cont.)

Llenado / vaciado de tambores

C o k e

✓ Incremento de T, menor rendimiento de coque.

✓ Bajas T, formación de brea, alto VCM.

✓ Altas T, coque duro difícil de cortar.

✓ Incremento de P y RR, mayor rendimiento de coque y gas.

Temperatura

Presión

Reciclo

Diagrama de proceso / Variables operacionales

Relación de reciclo, % p 5 - 30

Temperatura salida horno, F 900 - 950

Temperatura tope reactor, F 825 - 875

Presión de tambor, psig 10 - 150

Diagrama de proceso / Condiciones de operación

Carga AltamenteParafínica

Carga ParafínicaIntermedia

Carga NafténicaAromática

Propiedades de la cargaGravedad API 18.0 13.0 12.0Azufre, %p 0.15 1.30 1.72Nitrógeno, ppm 3400 4500 8100Carbon Conradson, %p 12.7 12.4 10.0

Rendimientos, %pGas seco 4.5 5.6 6.0C4

- (total) 1.8 2.2 1.9

C5-380 °F 15.4 16.9 11.3380-650 °F 28.6 21.4 30.4650-850 °F 22.1 25.7 23.0850 °F+ 10.8 6.9 7.7Coque 15.8 21.3 19.7Coque / CCR 1.24 1.72 1.97

Diagrama de proceso / Rendimientos de productos

Carga Altamente Parafínica Carga Parafínica Intermedia Carga Nafténica Aromática

Propiedades de la cargaGravedad API 18.0 13.0 12.0Azufre, %p 0.15 1.30 1.72Nitrógeno, ppm 3400 4500 8100Carbon Conradson, %p 12.7 12.4 10.0Propiedades de productosGasolinaOctanaje, CFRR + 3cc 75 80 81.5Parafinas 48 37 37Olefinas 34 37 36Naftenos 12 18 19Aromáticos 6 8 9380-650 °FGravedad API 41 33 28Pto. Anilina, °F 154 131 110Nitrógeno, ppm 440 670 2700N2 Produc./N2 Carga 0.13 0.115 0.33650-850 °FGravedad °API 32.5 24 14Pto. Anilina, °F 204 156 120Nitrógeno, ppm 1300 2700 6000N2 Produc./N2 Carga 0.38 0.60 0.74CoqueS. Coque/S. Carga 2.5 1.6 0.72

Diagrama de proceso / Calidad de productos

Producto CCR carga, %p API carga

Gas (C4-) 7,8 + 0,144 (CCR) 11,9 - 0,16 (API)

Gasolina, %p 11,3 + 0,343 (CCR) 20,5 - 0,36 (API)

Gasóleos, %p 100 - gas - gasolina - coque 21,8 + 2,30 (API)

Coque, %p 1,6 (CCR) 45,8 - 1,78 (API)

Diagrama de proceso / Estimados de rendimientos

✓ Coque obtenido es empleado como combustible

✓ Proceso a bajas presiones

✓ Baja inversión / bajos costos de operación

✓ Flexibilidad

✓ Seguridad

Características / Ventajas

Proceso Estructura Tratamiento Uso

Retardada Esponja Verde CombustibleCalcinado Anodos, Ind. Al

Aguja Calcinado Elec. grafitoPerdigón Verde Combustible

Lecho fluidoFluido Verde Combustible

Fluido Calcinado Anodos Ind. AlFlexicoque Verde Combustible

Recuperación / metal

Coques / Tipos / Usos

Number ofUnits

Capacity1,000 bbl/d

Delayed 136 3,228

Fluid 8 370

Flexicoking 5 165

149 3,763

1) Installed or under construction (4th quarter 1995)

Capacidad mundial en coquificación

U.S. Japón Europa Resto delMundo

MundialTotal

TérmicoCraqueo /viscorreducción

134 22 2.165 1.648 3.969

Coquificación 1.855 63 627 1,218 3.763Desasfaltación 260 16 13 104 393HidroprocesosLecho fijo 501 580 147 813 2.041Lecho ebullente 109 25 25 183 342Fase slurry -- -- 4 5 9Residuo FCC3 630 250 214 736 1,830

Total 3,489 956 3.195 4.707 12.347

Capacidad mundial de procesamiento de residuo

Refinería Cardón - Nuevas facilidades

Crudo

Destilacion

Nafta liviana

Nafta pesada

Isom.Nafta

Reformador

Gasolina

GasolinaBTXJET

Diesel a hdt`s

Vgo HDS

HDS-2

Residuo

DelayedCoking

F

C

C

Olefin.

Nafta

LKGO

Nafta

G.O.L

Arp/lodoso

Nafta metálica Gasolina

Arl

MTBE/TAME Alquilación Gasolina

P

r

o

d

u

c

t

o

s

HDS

HDT-2

Hidrot.Nafta

HDMTM

HKGO A HDS-2

G.O.P. A HDS-2

Nafta al reformador

DIESEL

Refinería Amuay - Nuevas facilidades

Crudo

Destilacion

Nafta liviana

Nafta pesadaKeroseneGol/gop

Isom.NaftaGasolina

Nafta pesada

Diesel

VGO

Residuo

DelayedCoking

Residuo

F

C

C

OLEFIN.

NAFTALKGO A HDAY-2/3HKGO A HDAY-4

NAFTA

ICCO A HDAY-3

Nafta metalica gasolina

LCCO A HDAY-3

MTBE/TAME Alquilación Gasolina

P

r

o

d

u

c

t

o

s

Hidrotrat.Nafta

Gasolina

A asfalto

HDAY- 4

HDAY- 2/3

FlexiCoking

LKGO A HDAY-2/3HKGO A HDAY-4