El mercado del refino demanda cada vez mayor cantidad de productos con una mejor calidad, tanto técnica como medioambiental, lo que conlleva elevados costes de inversión. Sin embargo, dentro de este mercado, el precio del producto final no suele reconocer el mayor coste asociado a la mejora de las calidades. Si se pretende aumentar o, como mínimo, mantener el margen económico de refino se debe actuar sobre aquellos factores que, sin suponer grandes inversiones, afecten positivamente al mismo, díganse el aumento de la capacidad de conversión así como la optimización e integración de los esquemas de refino.
En este contexto, la unidad de FCC, dada su gran rentabilidad e importancia económica dentro del esquema general de refino, así como su gran adaptabilidad y versatilidad para el procesado de distintas corrientes y obtención de diferentes productos, juega un papel central como una de las tecnologías primarias sobre las que poder actuar para incrementar el margen económico de refino. Este hecho, unido a la creciente demanda de olefina ligera por parte del mercado, muestra una posible alternativa de integración para la mejora de dicho margen.
En la presente investigación se han llevado a cabo experimentos de craqueo catalítico de n-parafinas en condiciones de operación de alta severidad, principalmente mayores temperaturas de reacción y empleando, en las ocasiones oportunas, grandes proporciones de agua en el alimento, con el fin de incrementar la producción de olefinas ligeras en la corriente de salida. En dicho estudio se han empleado como catalizadores materiales zeolíticos que maximizan la producción de olefina ligera, tales como zeolitas de tipo ZSM-5 con diferente relación Si/Al y zeolita IM-5, nuevo material con un gran potencial como catalizador de craqueo. Se muestra un estudio del rendimiento, selectividad y comportamiento ante la desactivación de los diferentes productos de reacción durante el craqueo, prestando especial hincapié a las olefinas ligeras. Además se observa la influencia de distintas variables de operación tales como el tiempo de contacto, temperatura de reacción, presión parcial de agua en la corriente alimento, tiempo de reacción, longitud de la cadena de la parafina, tipo de catalizador, relación Si/Al de un mismo catalizador, etc., valorando sus implicaciones en los objetivos generales planteados. Así mismo, se propone un modelo de desactivación que es capaz de simular el comportamiento mostrado por los catalizadores, teniendo en cuenta los datos de actividad instantánea del catalizador tomados a tiempos muy cortos de reacción, condición de operación a la que se tiende en la nuevas unidades de craqueo catalítico diseñadas para incrementar la producción de olefinas ligeras. Finalmente se muestran los resultados obtenidos tras la estabilización de las estructuras zeolíticas, mediante tratamientos post-síntesis de incorporación de fósforo, frente a los efectos negativos derivados de las nuevas condiciones de operación. Se presenta un estudio de optimización de las variables de operación, tanto del proceso reactivo como del método de estabilización. / The refining market increasingly demands more products with better quality, both technically and environmentally, leading on higher investment costs. However, within this market, the price of the final product does not recognize the higher cost usually associated with quality improvement. To increase or at least maintain the economic refining margin it is needed to act on those factors which affect positively, without assuming major investments, as the increase in conversion capacity and the optimization-integration refining schemes.
In this context, the FCC unit, given its high profitability and economic importance within the overall refining scheme, and its great adaptability and versatility for processing different streams and obtaining various products, plays a central role as one of the primary technologies on which to act to increase the economic refining margin. This fact, together with the growing demand for light olefins by the market, shows a possible integration alternative for improving the margin profit.
In this investigation catalytic cracking experiments of n-paraffins were carried out under high severity conditions, including greater reaction temperatures and, on suitable occasions, large proportions of water in feed, in order to increase light olefin production. In this study were used as catalysts zeolite materials that maximize the production of light olefins, such as zeolite ZSM-5 with different Si/Al ratio and zeolite IM-5, new material has great potential as cracking catalyst. It shows a study of the yield, selectivity and deactivation behavior in the different products during the cracking reaction, with particular emphasis on light olefins. Besides this, it also shows the influence of different operating variables such as contact time, reaction temperature, water partial pressure, reaction time, paraffin chain length, catalyst type, Si/Al ratio, etc.., assessing its implications on the general objectives proposed. Moreover, it is developed a deactivation model that is capable of simulating the activity behavior shown by the catalysts, even at very short reaction times, operating condition used by the new catalytic cracking units designed to increase light olefin production. Finally, it compares the results obtained before and after a zeolite hydrothermal stabilization, through post-synthesis treatments of phosphorus incorporation.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_UV/oai:www.tdx.cat:10803/31944 |
| Date | 30 October 2009 |
| Creators | Mengual Cuquerella, Jesús |
| Contributors | Corma Canós, Avelino, Miguel Dolz, Pablo J., Universitat de València. Departament d'Enginyeria Química |
| Publisher | Universitat de València |
| Source Sets | Universitat de València |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | 512 p., application/pdf |
| Source | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs. |
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