Modelo de desactivación de catalizadores de hidrotratamiento

Abstract

La predicción del desempeño del catalizador es un factor clave de cualquier proceso catalítico. La selección de catalizadores y su distribución en rectores industriales TBR (Trickled Bed Reactors) es frecuentemente investigada para mejorar la vida útil del catalizador. De igual forma las condiciones de operación como la temperatura son importantes en este objetivo. Numerosos modelos son reportados en literatura para simular el desempeño catalítico y predecir la influencia de las características del catalizador, la calidad de la carga y condiciones del proceso sobre el ciclo de desactivación. Sin embargo su aplicación industrial es rara debido a que estos modelos necesitan un sofisticado soporte analítico, usualmente no presente en una refinería típica. En este trabajo, un modelo de desactivación catalítica fue construido y usado para simular el desempeño catalítico de una unidad industrial de hidrotratamiento de fracciones pesadas del petróleo. El modelo uso una representación sencilla de la estructura catalítica con un modelo de reactor y partícula en estado pseudoestacionario para simular la deposición simultánea de sulfuros metálicos y coque sobre la superficie catalítica. El efecto combinado de dichos depósitos que conduce a la cobertura de área catalítica y restricción difusional intraparticular constituyó el mecanismo de desactivación catalítica propuesto en el modelo. Las principales reacciones de hidrogenación: Hidrodemetalización (HDM), Hidrodesulfurización (HDS), Hidrodearomatización (HDA), Hidrogenación de Carbón Conradson (HCCR) y Coquización (CK) fueron incluidas. El modelo simula de forma satisfactoria el desempeño catalítico de la unidad industrial de hidrotratamiento UNIBON de ECOPETROL S.A. en el procesamiento de residuos desasfaltados de vacío. La importancia del coque y los metales en la desactivación están de acuerdo con la teoría más aceptada por los investigadores. La simplicidad del modelo, facilita su uso real en la industria, sin sacrificar la precisión de predicción del ciclo industrial de desactivación del catalizador.