Modelado del proceso de hidrotratamiento de diésel

Abstract

Resumen

El hidrotratamiento es hoy en día una de  las  tecnologías más  importantes en  la  industria de  refnación depetróleo ya que permite lograr las exigentes especifcaciones en lo que concierne a los contenidos de  azufrey aromáticos de productos como diésel y gasolina.  En este proceso se presentan al mismo tiempo reaccionesde hidrodesulfurización, hidrodesnitrogenación e hidrodesaromatización.El proceso se estudió a escala piloto, empleando como carga diésel y mezclas de éste con Aceite liviano deciclo y Jet, en un reactor de lecho empacado, a temperaturas entre 300 y 450˚C, relación hidrógeno/cargaen el rango de 200 a 700Nm3/m3 y velocidades espaciales entre 0,3 a 1,5h-1; a presión constante de 5,5MPa.Todas las pruebas se realizaron con un catalizador comercial.El estudio permitió el desarrollo de relaciones pseudo-cinéticas en función de las condiciones de operacióny  la  composición  de  la  carga.  Estas  relaciones  describen cada  una  de  las  reacciones  presentes  en  elhidrotratamiento de diesel. Los parámetros cinéticos y los órdenes de reacción fueron calculados medianteun algoritmo de optimización no lineal (Solver - Excel).Los  resultados  de  paridad  obtenidos  entre  las concentraciones  experimentales  y  calculadas,  presentancorrelaciones superiores a 0,9 en la mayoría de los casos y con un alto porcentaje de repetitividad del método.

Palabras clave:hidrodesulfurización, hidrodesaromatización, hidrodesnitrogenación, cinética reacción, diésel.

Abstract

Hydrotreating  process  is  one  of  the most  important  technologies  in  the  oil  refning industry  since makes possible  to  meet  the  strict  sulphur  and  aromatic  specifcations for  diesel  and  gasoline.  In  this  process reactions for sulphur removal (hydrodesulphurization), nitrogen removal (hydrodenitrogenation) and aromatic hydrogenation occurs simultaneously.The diesel hydrotreating process was studied at pilot plant, using as feedstocks diesel and mixtures of diesel with light cycle oil and Jet. A fxed bed reactor packed with commercial hydrotreatment catalyst was used for experimentation at temperatures between: 300- 450°C, Hydrogen/Feedstock ratio of 200-700Nm3/m3, space velocities of 0.3 – 1.5h-1 and a constant pressure of 5.5MPa.This study allowed the development of pseudo-kinetics relations in function of the operating conditions and feedstock properties describing every main reaction that take place during diesel hydrotreating. The kinetics parameters and reaction orders were calculated through an optimization algorithm. The parity results obtained between  the  experimental  and  calculated  concentrations  of  sulphur,  nitrogen  and  aromatics  showed  a correlation ratio higher than 0.9 in most of the cases and a good repeatability of the calculation method.

Keywords: hydrodesulphurization, hydrodearomatization, hydrodenitrogenation, reaction kinetic, diesel.