Manejo De Compuestos Azufrados

1. Manejo De Compuestos Azufrados • Integrantes: • Canro Daniel • Forero Alix • Núñez Francisco • Vielma Manuel

2. EL CRUDO

3. Procesos de refinación 1.Separación por destilación. Separación mediante calor, de los diversos componentes del crudo. 2.Conversión. Transformación de los productos intermedios de cara a adecuar la producción a la demanda existente y/o mejorar sus propiedades. 3.Purificación. Eliminación o transformación de los compuestos (agua, sal, azufre...). 4.Mezclado o Blending. Mezclado de productos intermedios de cara a obtener los productos finales especificados.

4. ¿Por qué son necesarios los procesos de purificación de azufre en el crudo? Evitar Envenenamiento del catalizador Y la corrosión

6. Tratamiento con amina

9. Unidad de regeneración de Aminas

10. Regenerador Flash Tanque de Amina Reboiler absorbedor Amina pobre Amina Amina rica

11. Variables del Proceso

12. Selección de Aminas

13. Ácidos Contaminantes

14. Presencia de NH3

15. Contenido de H2S típico

16. Cantidad de amina empleada

17. Condiciones de operación

18. Fundamentos del Proceso. Merox , por sus siglas en ingles, es un proceso de conversión catalítica en el cual los mercaptanos son convertidos a disulfuros promovidos por un catalizador el cual activa la oxidación a temperatura ambiente usando oxigeno atmosférico.

19. Diagrama de flujo simplificado.

20. Descripción del Proceso. La corriente de hidrocarburo amargo fluye del tanque de alimentación al contactor con la solución de Sosa Caustica conteniendo el catalizador (IMP-OM-1) y el aire. La mezcla fluye a un tanque separador en donde es extraída por la parte superior la corriente de hidrocarburo tratado mas aire remanente y por la parte inferior la solución de Sosa regenerada.

21. Tipos de unidades de proceso Merox. En la actualidad se han diseñado diversas versiones del proceso Merox, todas ellas para un propósito en especifico. Merox convencional.- Para la extracción de mercaptanos del GLP y naftas ligeras. Minalk Merox.- Para el endulzamiento de naftas intermediarias, este proceso inyecta pequeñas ppm de Sosa Caustica en la nafta de alimentación. Merox libre de Sosa.- Como su nombre lo indica es un proceso que cambia a la sosa caustica por una solución de amoniaco y agua, y así alcanzar la alcalinidad deseada, es utilizado en la querosina y algunas veces en la turbosina.

22. Diagrama del proceso Merox para turbosina.

23. Diagrama del proceso Merox para Gas LP.

24. Química del Proceso. El proceso Catalítico de remoción de Mercaptanos presentes en hidrocarburos ligeros, permite el endulzamiento de diversos productos desde una mezcla de propano-butano (Gas LP) hasta fracciones tipo nafta mediante el tratamiento a base de soluciones Causticas de Hidróxido de Sodio en presencia de un catalizador organometalico. Químicamente el proceso consiste en las siguientes reacciones moleculares : RSH + NaOH NaSR + H2O RSNa + ¼ O2 NaOH + ½ R2S2

25. Catalizador. Los procesos mas recientes de conversión de Mercaptanos consideran como catalizadores de oxidación quelatos o complejos organometalicos generalmente a base de fierro, cobre y cobalto. El catalizador desarrollado por el IMP consiste de una ftalocianina de cobalto sulfonada en un grado tal que se pueda lograr la suspensión del mismo en la solución de Sosa. Este catalizador es muy conocido por su capacidad para catalizar la oxidación de Mercaptanos en destilados del Petróleo agridulce, sin embargo han encontrado muy poca aceptación en el tratamiento. Por esa razón se están estudiando y creando diferentes tipos de catalizadores, por ejemplo; Ftalocianina de cobalto encapsulada en Zeolita X e Y para aumentar su fuerza básica.

26. Catalizador. El catalizador utilizado es de un tono verde azulado, amorfo insoluble en agua, resistente a altas temperaturas. Muy estable a la luz, el calor y las soluciones químicas.

27. Variables del Proceso. Presión.- La presión de operación en el mezclador debe ser tal que el aire necesario para la oxidación de los Mercaptanos en la fase acuosa, tenga la máxima solubilidad en la misma. Para tal efecto se sugiere que la presión mínima de operación sea de 3-3.5 Kg/cm2. 2.-Temperatura.- El aumento de temperatura reduce la solubilidad del aire en la fase acuosa. Se sugiere que la temperatura de operación máxima sea de 40 grados Celsius. 3.-Flujo de aire.- Se recomienda un flujo de aire de 20 lt/h. 4.-Concentracion de catalizador en la solución de sosa.- Dentro del intervalo de 75-300 ppm, no se tienen variaciones notables en la eficiencia de oxidación de los mercaptanos.

28. Efectos de las variables del proceso. La reacción se altera de acuerdo con las siguientes variables de operación: 1.-Concentracion de la solución de NaOH.- Dentro de ciertos limites (6-19% en peso) el aumento de la concentración mejora la extracción 2.- Temperatura.- El aumento de la temperatura favorece la reacción inversa. 3.-Tipos de Mercaptanos.- El aumento del peso molecular y la ramificación disminuyen el carácter acido de los mercaptanos y consecuentemente la facilidad de reacción. 4.-Concentracion de Mercaptanos.- El grado de extracción es función directa del contenido de mercaptanos en la corriente de hidrocarburos. 5.-Relacion de solución de Sosa –hidrocarburo.- Una mayor relación aumenta el grado de extracción.

29. Efecto de las variables del proceso. • El incremento de la velocidad de reacción se puede lograr mediante el manejo adecuado de las siguientes variables de operación: • 1.-Aumento de la temperatura de extracción-oxidación. • 2.-Aumento de la cantidad de aire respecto al nivel estequiometrico. • 3.-Aumento del grado de contacto entre la solución de Sosa, hidrocarburo y aire. • 4.-Aumento de la concentración del catalizador. • En resumen, la etapa de extracción y oxidación catalítica de los mercaptanos a disulfuros puede representarse en forma simplificada de la siguiente manera: • RSH + O2Catalizador2 RSSR + 2 H2O • NaOH

30. Termodinámica de la reacción.

31. Proceso Claus • El proceso Claus es un proceso químico catalítico que se utiliza para convertir el sulfuro de hidrógeno gaseoso (H 2 S) en azufre elemental (S). El proceso se conoce comúnmente como una unidad de recuperación de azufre (SRU ) y se utiliza mucho para producir azufre del sulfuro de hidrógeno se encuentra en el gas natural en bruto y de los gases de subproductos ácidos que contienen sulfuro de hidrógeno derivado de refinado de aceite crudo de petróleo y otras instalaciones industriales.

32. Proceso Claus • La recuperación del azufre contenido en los gases agrios de las corrientes de desecho incorpora valor económico a la producción obtenida en las refinerías. También contribuye a mejorar la calidad del aire, pues elimina la incineración del producto que actualmente se realiza a través de las antorchas de combustión de las refinerías.

33. Unidad de proceso Claus

34. Conversión del azufre en el horno

35. Reacción química • H2S + 3⁄2O2 SO2 + H2O (térmico) • H2S + 1⁄2SO2 3⁄2S + H2O (térmica y catalítica)

36. Horno y unida recuperadora de calor

37. Descripción del proceso

38. Porcentaje de recuperación del azufre • Horno……………. 50 % a 90% • Convertidor 1…….85% a 95% • Convertidor 2 ...…..94% a 97% • Convertidor 3 ……96 % a 98% • Convertidor 4 …….98% a 99% +

40. Mejoras del proceso Claus • SUPERCLAUS • El oxígeno Claus. • Mejores catalizadores