craking catalitico
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FISICOQUIMICA II
INSTITUTO TECNOLOICO DE VILLAHERMOSA
MATERIA:FISICOQUIMICA II
MAESTRA:NORA ALICIA PURATA
TEMA:CRACKING CATALITICO DEL PETROLEO
ALUMNA:DEYANIRA OROPEZA BOCANEGRA
22 DE JULIO DE 2011
CRAKING
Craqueo o Cracking, proceso químico por el cual un compuesto químico, normalmente orgánico, se descompone o fracciona en compuestos más simples.
Un proceso usado en la industria petrolera para reducir el peso molecular de hidrocarburos por mediante la ruptura de enlaces moleculares. El craqueo es llevado a cabo por métodos térmico, catalítico, o hidrocracking.
FISICOQUIMICA II
El craqueo térmico
depende de un mecanismo
de radicales libres para
causar ruptura de enlaces
de carbono-carbono del
hidrocarburo y una
reducción en el tamaño
molecular, con la formación
de olefinas, parafinas, y
algunos aromáticos. Las
reacciones laterales como la
saturación radical y la
polimerización se controlan
regulando las condiciones
de reacción.
FISICOQUIMICA II
Planta de craqueo térmico
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En craqueo catalítico, se forman los iones carbonio en una superficie del catalizador, donde rompen enlaces, isomerizaciones, intercambio de hidrógeno, etc., rinden menos olefinas, isoparafinas, isoolefinas, y aromáticos.
El hidrocracking, relativo un recién llegado a la industria, se basa en formación catalítica de radicales de hidrógeno para romper enlaces de carbono carbono y enlaces olefinicos saturados. El hidrocracking convierte intermedios y destilados de alto punto de ebullición a destilados intermedios, altos en parafinas y bajos en cíclicos y olefinas; el Hidrocracking es craqueo catalítico en presencia de hidrógeno.
FISICOQUIMICA II
CRAKING CATALÍTICO
DELPETROLEO
El término craqueo catalítico o cracking catalítico es un proceso de la refinación del petróleo que consiste en la descomposición termal de los componentes del petróleo en presencia de un catalizador , con el propósito de craquear hidrocarburos pesados cuyo punto de ebullición es igual o superior a los 315 °C, y convertirlos en hidrocarburos livianos de cadena corta cuyo pnto de ebullición se encuentra por debajo de los 221 °C. Dichos catalizadores se presentan en forma granular o microesférica. Los catalizadores usualmente se componen por (SiO2) y (Al2O3).
FISICOQUIMICA II
Descompone los hidrocarburos complejos en moléculas más simples para aumentar la calidad y cantidad de otros productos más ligeros y valiosos para este fin y reducir la cantidad de residuos.
CONCEPTO
FISICOQUIMICA II
El proceso de craqueo catalítico fluido se basa en la ruptura de cadenas de hidrocarburos del orden de los 45 átomos de carbono, mediante la acción de un catalizador que favorece que las reacciones se produzcan a una temperatura mas baja que la necesaria para el craqueo térmico de la misma carga.
Su finalidad no es otra que la de
obtener la mayor
cantidad de hidrocarbur
os livianos de gran aprecio para la
industria.
En todo proceso de craqueo catalítico hay tres funciones básicas:
• Reacción:
la carga
reacciona con
el catalizador y
se
descompone
en diferentes
hidrocarburos
• Regeneración: el catalizador se
reactiva quemando el
coque.
•Fraccionamiento: la corriente de hidrocarburos craqueados se separa en diversos productos.
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Esquema del proceso de craqueo catalítico
FISICOQUIMICA II
Los tres tipos básicos de procesos de craqueo catalítico son los siguientes:
• Craqueo catalítico de líquidos (CCL)
• Craqueo catalítico de lecho móvil
• Craqueo catalítico termofor (CCT)
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Craqueo catalítico de líquidos
Las unidades de craqueo catalítico de lecho fluido tienen una sección de catálisis (elevador, reactor y regenerador) y una sección de fraccionamiento, las cuales trabajan conjuntamente como una unidad de proceso integrada. El CCL utiliza un catalizador finamente pulverizado, suspendido en vapor o gas de petróleo, que actúa como un líquido.
Su proceso es que la carga se combina con aceite reciclado dentro del elevador, se vaporiza y es calentada por el catalizador caliente hasta alcanzar la temperatura del reactor. Mientras la mezcla asciende por el reactor, la carga se craquea a baja presión. El craqueo continúa hasta que los vapores de petróleo se separan del catalizador en los ciclones del reactor.
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Craqueo catalítico de lecho móvilEs similar al craqueo catalítico de líquidos, pero el catalizador está en forma de pastillas en lugar de polvo fino. Las pastillas se transfieren continuamente mediante una cinta transportadora o tubos elevadores neumáticos a una tolva de almacenamiento situada en la parte superior de la unidad, y después desciende por gravedad a través del reactor hasta un regenerador. El regenerador y la tolva están aislados del reactor por sellos de vapor. El producto craqueado se separa en gas reciclado, aceite, aceite clarificado, destilado, nafta y gas húmedo.
Craqueo catalítico termoforEn el craqueo catalítico termofor, la carga precalentada circula por gravedad por el lecho del reactor catalítico. Los vapores se separan del catalizador y se envían a una torre de fraccionamiento. El catalizador agotado se regenera, enfría y recicla, y el gas de chimenea de la regeneración se envía a una caldera de monóxido de carbono para recuperar calor.
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Los catalizadores usados en craqueo catalítico
Son usualmente zeolitas, compuestos de aluminio, silicio, y oxígeno conteniendo sitios fuertemente ácidos. Además, las zeolitas tienen un área de superficie sumamente alta, lo cual provee muchos sitios donde pueden ocurrir las reacciones. Estas tienen fórmulas que pueden aparecer inusuales, ya que estas son minerales, antes que compuestos químicos bien definidos que los químicos están acostumbrados a usar
zeolitas, son silicoaluminatos microporosos formados por redes cristalinas que limitan el acceso al interior de su estructura a moléculas de tamaños no superiores al diámetro de poro característico de las mismas.
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Estructura del poro de una zeolita ZK-5, Na30 [Al30 Si66O192] . 98 H2O.
Particularmente, el menor tamaño de poro de la zeolita ZSM-5 (5.6 Angstroms) permite que sólo las parafinas normales o las isoparafinas monometílicas en el rango de las gasolinas accedan por los poros y participen en reacciones de desintegración secundarias, eliminando así los componentes de bajo octano generados por el rompimiento molecular primario de los hidrocarburos pesados.
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PARAFINAS
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GASOLINA
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LUBRICANTES
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NAFTA
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DIESEL
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MASA ASFALTICA
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SOLVENTES
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GAS LICUADO DEL PETRÓLEO (GLP)
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CONCLUSIONESLos procesos petroquímicos, sobre todo para la obtención de
gasolinas, son cada vez más rigurosos, sobre todo en lo que respecta a la parte ambiental. Por ejemplo, en la actualidad se emplea el ZSM-5 como catalizador para el cracking, que es un compuesto estable, bastante selectivo y que no contamina en exceso en cuanto a las partículas volátiles suspendidas en el aire.
Es así como una vez más nos damos cuenta de la importancia del estudio adecuado de la Química Orgánica, con el objetivo de conocer las diferentes formas en que se comportan los compuestos, sobre todo los derivados del petróleo, y así buscar siempre la mejor ruta para implementar un procesos responsable, que satisfaga una necesidad y que sea inofensivo. Así, el cracking catalítico ofrece algunas alternativas, como el uso del catalizador mencionado, para alcanzar estos logros