Metodología para calcular coeficientes de difusión de hidrocarburos en catalizadores de fcc

Abstract

En el proceso de FCC la presencia de cargas pesadas conlleva a problemas de accesibilidad de los hidrocarburos en los sitios activos de los catalizadores. Por tal motivo, se desarrolló una metodología que permitió evaluar los fenómenos de difusión másica en el interior de los catalizadores de equilibrio (dos catalizadores de equilibrio de distintas unidades de FCC) mediante la obtención y análisis de los coeficientes de difusión efectiva de la molécula modelo 1,3,5-triisopropilbenceno mediante la técnica termogravimétrica. Con los datos obtenidos de la prueba termogravimétrica y aplicando las ecuaciones simplificadas para la difusión en sólidos porosos de Ruthven y Karger, a partir del modelo de difusión másica en una esfera desarrollado por Crank J., se calcularon los coeficientes de difusión efectiva de dos catalizadores de equilibrio y sus respectivas fracciones. Los resultados de la caracterización de los catalizadores y de las pruebas termogravimétricas muestran como el paso del tiempo del catalizador en la unidad de FCC afecta su estructura. Los catalizadores que han permanecido más tiempo circulando en la unidad de FCC poseen poros de mayor tamaño, lo cual puede conllevar a disminuir las restricciones difusionales en los catalizadores, notándose en el aumento del coeficiente de difusión efectiva calculado mediante los modelos matemáticos para la difusión másica propuesto por Ruthven y Karger. Al relacionar los fenómenos de difusión másica con las características de los catalizadores de estudio, se encuentra que los coeficientes de difusión efectiva dependen de los cambios de la porosidad en el catalizador; mientras que la actividad de dichos catalizadores no depende de los fenómenos de difusión másica en el interior de estos.