Cracking Térmico Retardado

Este proceso tiene por objeto la ruptura (cracking) de cadenas de hidrocarburos de alto peso molecular, mediante la acción combinada de alta temperatura y tiempo de residencia .

Como consecuencia de las reacciones también se produce carbón residual (coque).

El carbón de petróleo o coque se acumula en las cámaras de reacción y es extraído en forma cíclica cada 24 horas.

 

Economía del proceso

La ventajas del proceso son :

Los productos obtenidos son cargas de otras plantas que acondicionan estas corrientes para obtener C3, C4, Nafta , Gas Oil de calidad comercial.

El carbón residual producido es un producto de bajo precio .

Se comercializa como insumo en la industria del aluminio .

 

Descripción de la operación

Carga

La carga normal es asfalto proveniente de la destilación al vacío ( fondo de vacío ), que ingresa a la unidad a 310 °C .

Estas unidades también pueden procesar crudo reducido de topping.

Proceso 

El asfalto se calienta a 490 °C en hornos de proceso, luego ingresa a las cámaras de reacción por su parte inferior. En estos equipos se deposita el carbón residual . Los productos más livianos en estado vapor salen por la parte superior ingresando luego a la torre fraccionadora. En este equipo, los gases sufren condensaciones parciales y se fraccionan, obteniendo tres cortes en función de su rango de destilación.

Gas Residual :

Propano - Butano : Por Cabeza

Nafta Liviana y Pesada :

Diesel Oil : Por un Corte Lateral.

Gas Oil Pesado de Coque: Por otro Corte Lateral

Producto de Fondo : Reciclado con la Carga

El gas residual es acondicionado para inyectarlo en el anillo de gas residual .

El propano y butano se envían a la unidad de separación de gases FCC.

Las nafta entera es separada en liviana y pesada, posteriormente son acondicionadas en la planta de nafta de la misma unidad.

Reacciones de cracking térmico 

Reacciones primarias 

Se producen rupturas de largas moléculas obteniendo parafinas, olefinas, ciclo olefinas y aromáticos.

Reacciones secundarias 

Son fundamentalmente reacciones de polimerización y condensación, que finalmente producen coque.

Estas reacciones demandan mayor tiempo de residencia.

Variables de Proceso

Temperatura de reacción

Tiempo de residencia

Naturaleza de la carga

Las variables más importantes son temperatura y tiempo de residencia.

Temperatura 

Las reacciones de cracking se inician por encima de los 400 °C, en tanto que la temperatura usual de reacción es de los 490°C - 495 °C.

Los tiempos de reacción para formar coque son menores a mayor temperatura.

Tiempo de residencia 

El tiempo de residencia se consigue en las cámaras de reacción donde se terminan las reacciones iniciadas en los hornos . Es allí donde se acumula el carbón residual .

El diseño de la unidad contempla que mediante una alta velocidad del producto caliente en los hornos no se produzca carbón el los tubos del horno de proceso y sí se produzca en las cámaras.

Naturaleza de la carga 

Los productos de mayor peso molecular son los que más fácilmente craquean, es decir que necesitan menor cantidad de energía para iniciar las reacciones.

Parafinas

Olefinas

Naftenicos Facilidad de Craqueo

Aromáticos

Calidad y destino de los productos

En general todos los productos del coque son insaturados.

La nafta pesada y el diesel oil debido a la presencia de olefinas y diolefinas son productos muy inestables, por lo que necesitan de procesos de Up grading (hidrotratamiento).

Ciclo operativo

Las unidades de coque se componen de módulos (un horno con dos cámaras de reacción).

Los ciclos operativos son de 24 horas, es decir que durante este tiempo se produce la reacción en la cámara "a" , la cual progresivamente se llena de carbón .

Luego de este tiempo se realiza el cambio de la cámara " a " a la " b ". El proceso de repite en la cámara "b ".

La cámara "a " llena de carbón se enfría con agua, se drena, vaporiza, abre y se extrae el carbón, utilizando corte hidraulico con agua de alta presión a 150 kg/cm2.

Posteriormente la cámara se tapa y se realiza la prueba de hermeticidad con vapor, terminada esta operación se esta en condiciones de reiniciar el ciclo.

Toda la operación de enfriamiento y extracción de carbón dura aproximadamente 20 horas.

Tiempo de operación de hornos 

Por la severidad de las reacciones se deposita una película de carbón sobre las paredes interiores de los tubos de los hornos.

Cada 10 á 12 meses es necesario realizarles una limpieza .

El procedimiento de limpieza es el decoquizado térmico con vapor y aire.

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