Correlaciones de los asfaltenos y rendimiento en coque de los residuos

CORRELACIONES ENTRE LAS PROPIEDADES DE LOS ASFALTENOS Y EL RENDIMIENTO EN COQUE DE LOS CRUDOS

Indriago Arlette, Reis Mª Alejandra, Rodrigues Anabel

Miniproyecto de Ingeniería Química
dirigido por
Ursula Ehrmann
Departamento de Procesos y Sistemas

RESUMEN

Los crudos pesados, por sus características estructurales, deben ser sometidos a procesos de mejoramiento, como lo es lacoquificación. En el presente trabajo se estudiaron las correlaciones entre la estructura de los asfaltenos y su rendimiento en coque en procesos de craqueo térmico Se encontró que a medida que el grado de condensación aumenta, el porcentaje de coque (base RV) obtenido es mayor, y además, para crudos de cadenas alquílicas laterales cortas, el porcentaje de coque aumenta con la longitud de éstas.Estas variables parecen influir al momento de predecir la procesabilidad de los crudos en procesos de coquificación.

INTRODUCCIÓN

En la actualidad, el petróleo constituye la principal fuente de energía a nivel mundial. Cerca del 64% de las reservas mundiales corresponden a crudos extrapesados, y el 90% de éstos se encuentran en Venezuela (Carbognani, 2006). Dichos crudos contienen alrededor deun 50% de residuo de vacío, lo cual implica que un porcentaje elevado de los mismos debe ser sometido a procesos de mejoramiento profundo. Esta mejora se consigue, en muchos casos, con procesos de coquificación.
La coquificación es un proceso de craqueo térmico por carga que tiene como productos una fracción destilable y un residuo insoluble en solventes orgánicos, rico en carbono, denominadocoque. Es de suma importancia estudiar los factores que afectan la coquización retardada; entre estos factores, la naturaleza química de la alimentación parece jugar un papel fundamental (Fugador, 2009).
Según estudios de coquificación realizados por Rahmani, McCaffrey, Dettman y Gray (2003), parece existir una relación entre las características de los asfaltenos y la cantidad de coque formado, enla que el rendimiento en coque aumenta con la aromaticidad de los asfaltenos.
Carbognaini (2006) sugiere que existe una relación entre la madurez de los crudos y la procesabilidad de sus residuos frente al hidrocraqueo. Este autor propone que crudos menos maduros son más procesables, es decir, tienen mayor rendimiento de productos destilables.
Fugador en 2009 realizó una investigación con 10crudos diferentes en la cual investigó las posibles correlaciones entre el residuo determinado por el ensayo Carbón Conradson, y propiedades como °API, relación molar H/C, % de residuo de vacío, % de saturados, aromáticos, resinas y asfaltenos, %S, la temperatura a la cual destila el 50% del crudo, y la madurez relativa de los crudos por ubicación geográfica. La autora concluye que el rendimientoen coque base RV550+ no arroja relación directa con los ºAPI, H/C, el % de S, la relación Ni/V, ni con los valores de T50 y RV550+. El rendimiento en coque base RV550+ decrece con el incremento del % de saturados y aromáticos del crudo completo, mientras que crece con el incremen

incremento del % de resinas. El % en coque base RV550+ crece con el aumento del % de asfaltenos base RV550+, lo queimplica que los asfaltenos juegan un papel importante en la formación de coque. Sin embargo, Fugador encontró elevada dispersión en esta tendencia, y no estudió la naturaleza química específica de los asfaltenos ni el comportamiento térmico de esta fracción por sí sola.
El objetivo general del presente trabajo fue verificar las tendencias observadas por Fugador utilizando un microrreactorcerrado que simule mejor el proceso comercial de coquificación, y estudiar el efecto de la naturaleza química de los asfaltenos sobre este proceso, así como el comportamiento térmico de esta fracción en función de sus propiedades.
Para ello se utilizaron nueve muestras de petróleo: dos crudos de la Faja Petrolífera del Orinoco (Cerro Negro- y Hamaca); tres de la cuenca del Lago de Maracaibo...