PCTI 72. ADITIVO PARA LA REDUCCIÓN DE SOX EN LA DESINTEGRACIÓN CATALÍTICA DE GASÓLEOS
Francisco J. Hernández Beltrán
Autor de Correspondencia
Dr. Héctor Nolasco Soria
Editor
13/02/2011
Fecha de Aprobación
Ingenierías
Categoría
Autores
Jaime Sánchez Valente, Francisco J. Hernández Beltrán, Rodolfo Mora Vallejo, Víctor Hugo Martínez Moreno y *Víctor Hugo García Orta
Instituto Mexicano del Petróleo
*Pemex-Refinación
fjhernan@imp.mx
Abstract
The aim of the project was to produce a cost- effective environmental additive that reduces SOx emissions produced in the catalytic cracking units in oil refineries. The additive is formulated from hydrotalcites, contains no vanadium, and is manufactured through an environmental friendly process.
Keywords: SOx reduction; cracking catalysts; hydrotalcites.
Resumen
El objetivo del proyecto fue producir un aditivo ecológico que permite reducir de manera eficiente y económica las emisiones contaminantes de tipo SOx producidas en las unidades de desintegración catalítica de gasóleos en la refinación del petróleo. El aditivo está formulado a partir de hidrotalcitas, no contiene vanadio y es manufacturado a través de un proceso amigable al medio ambiente.
Palabras clave: reducción de SOx; desintegración catalítica; hidrotalcitas.
Problemática
Usuarios
Proyecto
En las refinerías de petróleo, las unidades de desintegración catalítica de gasóleos (UFCC por sus siglas en inglés) son clave pues producen altos volúmenes de combustibles y petroquímicos valiosos. Sin embargo, también son importantes fuentes emisoras de gases muy nocivos como son los óxidos de azufre (SOx), que se producen en la etapa de regeneración del catalizador por combustión del residuo carbonoso producido en el proceso (Fig. 1).
Las emisiones SOx son objeto de estrictas regulaciones ambientales y por ende, existe interés en poder controlarlas eficientemente y a bajo costo. Entre las alternativas disponibles, están los llamados aditivos reductores de emisiones SOx. Estos materiales que se mezclan con el catalizador en bajas concentraciones (3-7% en peso), están compuestos esencialmente, por un metal básico (típicamente magnesio) que captura el SO2 y por óxidos de metales óxido- reductores (típicamente cerio y vanadio) que esencialmente facilitan las funciones del primero.
Objetivos
El objetivo fue desarrollar una tecnología competitiva relacionada con la formulación, el proceso de manufactura y el uso de un aditivo de reducción de emisiones SOx para UFCC.
Materiales y Métodos
La metodología utilizada incluyó el uso de materiales de tipo hidrotalcita, cuya estructura en forma de láminas (Fig. 2) hace posible intercalar óxidos de otros metales. Esta propiedad permitió preparar formulaciones con baja concentración y alta dispersión de fases activas, y eliminar el uso de vanadio.
Resultados y Discusión
El método desarrollado emplea condiciones amigables al ambiente tales como uso de bajas cantidades de agua, eliminación de efluentes contaminantes y bajo uso de energía. Se produjo un lote comercial que fue probado en dos UFCC industriales (I y II) que operan en distintas condiciones de regeneración. Los resultados (Fig. 3) muestran que las emisiones SO2 disminuyen en hasta el 70% para UFCC-I y el 50% para UFCC-II. En total, incluyendo el lapso de pérdida paulatina del efecto del aditivo al concluir las adiciones, se removieron 208 Ton de SO2 en UFCC-I y 130 Ton de SO2 en UFCC-II, con una eficiencia de remoción de 34.8 y 26 kg SO2/kg aditivo, lo que comparado con información comercial de otros aditivos, equivale respectivamente a costos de tratamiento menores en 50% y 30%.
Impacto Socioeconómico
El aditivo desarrollado, manufacturado mediante un proceso amigable al medio ambiente, contribuirá en abatir la contaminación ambiental causada por emisiones SOx en las UFCC con costos de tratamiento menores en hasta un 50% comparado con otros productos de su tipo. El uso de este aditivo en el caso de arrastre de polvos en los gases de combustión, evitará también contaminación por óxidos de vanadio cuya toxicidad es bien conocida.