Estudio, modelamiento y simulación de los procesos simultáneos de hidrodesulfurización (HDS), hidrodesnitrogenación (HDN) e hidrodesaromatización (HDA) en gasóleos de vacío
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Date
2007
Authors
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
Fue desarrollado el modelamiento y la simulación de un reactor industrial para hidrotratamiento del tipo Trickle Bed, empleando gasóleos de vacío y otras fracciones pesadas del petróleo e información obtenida en planta piloto a condiciones cercanas a las industriales. Fueron tenidas en cuenta las tres principales reacciones de hidrotratamiento: hidrodesulfurización (HDS), hidrodesnitrogenación (HDN), e hidrodesaromatización (HDA). Así mismo, fueron determinados efectos inhibitorios y promotores entre diferentes moléculas puras tales como decahidro-naftaleno, naftaleno, antraceno, pireno (mono, di, tri, poli - aromáticos), carbazol (nitrógeno no básico), acridina (nitrógeno básico), dibenzoiofeno (azufrado), y agua, mezcladas en un gasóleo de vacío severamente hidrotratado (carga matriz) así como en otras fracciones de vacío sin hidrotratar. Técnicas analítica tales como espectroscopía UVVis para familias de aromáticos, resonancia magnética nuclear para contenido de aromáticos y otros análisis, destilación simulada (SimDis) y otras pruebas estándar (ASTM) para determinar nitrógeno básico, nitrógeno total, azufre total y otras propiedades, fueron empleadas en la investigación. Los resultados mostraron tendencias claras para las propiedades fisicoquímicas y familias de aromáticos con respecto a la temperatura de hidrotratamiento y al punto de ebullición de las cargas. De igual modo, fueron obtenidos órdenes de reactividad cuantitativos para compuestos aromáticos, nitrogenados y azufrados. Se encontraron correlaciones muy cercanas a las lineales para contenidos de azufre y nitrógeno en las cargas, indicando que los contenidos de nitrógeno pueden también ser usados para determinar la reactividad de las cargas. Por otro lado efectos inhibitorios y promotores cuantitativos fueron detectados, dependiendo de la carga, los reactivos y las condiciones de operación. En particular, el efecto de adición de agua entre 2.5 y 7.5% consistió en la reducción de productos poli condensados, la aceleración de la hidrogenación de mono-aromáticos, la promoción de la conversión en términos de azufre y carbón Conradson, y en la reducción de los puntos de ebullición. Varias posibles explicaciones para los resultados obtenidos fueron discutidas. Finalmente, fue desarrollado un programa numérico apropiado bajo una interfase amigable que incluyó técnicas de diseño secuencial de experimentos y programación cuadrática secuencial para la simulación del reactor de hidrotratamiento. Los resultados simulados mostraron un buen acuerdo con los datos experimentales de planta piloto.
Description
Keywords
Hidrotratamiento, Gasóleos de Vacío, HDS, HDN, HDA, Modelamiento, Simulación, Reactor Trickle Bed