Reactor Amuay

torSe tratará un Reactor por Lotes de dicha empresa en el cual se obtienen como productos Gasóleos Livianos y la remoción de Mercaptanos mediante una reacción de oxidación (MEROX) en la desintegración catalítica de crudos pesados donde los Mercaptanos se convierten en disulfuros sin alterar el contenido total de azufre. Dándose el proceso a ciertas condiciones de operaciones descritas conmayor detalle posteriormente.

Química del Proceso:
Para la descripción del proceso químico se trabajará en dos partes.
a). Proceso de remoción de Mercaptano (Merox de Endulzamiento)

* Consiste en oxidar los Mercaptanos a Disulfuros en medio alcalino (caustico) y en la presencia de aire y un catalizador órgano-metálico.

La reacción Global es la siguiente:

4RSH + O2 --------------2RSSR + 2H2O

b) Obtención de Gasóleos Livianos y Olefinas Cortas:
* Las reacciones de craqueo catalítico ocurre mediante el mecanismo del ion carbono.
* Las reacciones ocurren porque existen sitios ácidos en el catalizador.
* Las reacciones primarias comprenden las escisiones iniciales Carbonio – Carbonio.

1) Reacción Parafina:

Parafina ------------ Parafina + Olefina2) Reacción Primaria de Alquinafteno:

Alquinafteno ------------ Alquinafteno + Olefina

3) Reacción de Alquil Aromático:

Alquil Aromático ------------ Aromático + Olefina

Reacciones secundarias de Obtención de Olefinas Livianas:

* Craqueo de Olefinas.
* Isomerización de Parafinas y Olefinas.
* Saturación de Olefinas
* Deshidrogenación deNaftenos y Aromáticos.

Catalizadores

Criterios para la selección del Catalizador:
* Limitaciones de la Unidad.
* Economía de la Refinería.
* El tipo de Alimentación que se procesa.
Los catalizadores usados en este reactor de desintegración catalítica son los de tipo zeolíticos, los cuales constan de dos partes: la zeolita y la matriz o base donde ésta se incorpora.
La matriz puedeser homogénea o puede constar de varios componentes, como por ejemplo la arcilla, alúmina y un aglomerante.
La zeolita son compuestos cristalinos compuestos principalmente de Sílice (SiO2), Alúmina y Aglomerante.
Entre las moléculas presentes en una zeolita se tienen: Silicio (Si), Aluminio (Al), Oxigeno (O2), Sodio (Na), Hidrogeno (H) y una Tierra Rara; Renio (Re). Este último da propiedad depoca formación de olefinas, lo cual es ventajoso porque actualmente la gasolina reformulada acepta muy poca olefina.
La matriz constituye generalmente entre el 70 y 90% en peso del catalizador, pero la zeolita es 10 a 100 veces más activa.
Se introducen 9.6 ton en el Reactor, 180 ton en el regenerador, circulan 39.5 ton/min y se pierden 0.4 ton/dia en el fondo del fraccionador y 2.6 ton/dia enlos gases de combustión.

Cinética de la Reacción

Basándose en la estequiometria de la reacción de desintegración catalítica la ecuación cinética global es la siguiente:
-Ra=K×CA∝
En un búsqueda minuciosa en la teoría se encontraron los siguientes datos útiles para el cálculo de la constante de velocidad cinética y el orden de reacción para la ecuación cinética respectiva a dicho proceso.De la Ecuación de Arrhenius:
K=A× e-ERT
Donde:
K: Constante de Velocidad Cinética.
A: Factor Pre-exponencial = 1457.5 s-1
E: Energía de Activación = 57359 KJ/Kgmol
R: Constante Universal de los Gases: 8.314 KJ/(Kgmol*K)
T: Temperatura del sistema = 950 °F = 783.15 K

Al introducir todos estos datos en la Ecuación De Arrhenius obtenemos un valor de K = 0.2176 s-1, con lo cual se deducepor un análisis adimensional que el orden de la reacción (alpha) es 1.

Condiciones de Diseño.

1).Alimentación = 44.700 Barriles/día
* NaOh = 18 Barriles/día
* Aire = 2130 SCFH
2).Temperatura Nafta = 105 °F
3).Presión:
* Alimentación = 65 psig
* Salida = 60 psig
* Aire = 90 psig
4).Concentración:
* RSH Alimentado = 180 wppm
* RSH Salida = < 5 wppm
* H2S...