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Aumento de Capacidad de la Unidad de FCC de Bahía Blanca con Baja Inversión Autores: J. M. Vargas O. Mina A. Colagreco.

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1 Aumento de Capacidad de la Unidad de FCC de Bahía Blanca con Baja Inversión Autores: J. M. Vargas O. Mina A. Colagreco

2 Refinería Bahía Blanca

3 Configuración de la Refinería Petroleo Crudo Ducto: 4800 m3/dia Embarcaciones m3 Otros Productos Comp.Blending Prod. terminados Insumos: Energía Eléctrica Gas Natural Agua de red Quimicos LPGPropano Butano Comercial Butano Isomerización 480 m3/día PooldeNaftas N. Normal 86+ N. Super N. Super N. SP 97 N. Super (terceros) N. Podium N. Exportación N. Catalitica N. Petroquímica N. Reformada PooldeDestiladosMedios Gas Oil Gas Oil Patagónico Gas Oil Patagónico Diesel Marino Diesel Industrial LCO Kerosene IFOS Fuel Oil Asfaltos Fondos Asfaltos Diluidos Slurry Destilación atmosférica atmosférica 4850 m3/día Destilación Vacío Vacío 2000 m3/día HDTNaftas 1400 m3/día FCC 1500 m3/día Reductor de Viscosidad 600 m3/día 600 m3/día Reforming 920 m3/día

4 Unidad de Cracking Catalítico

5 Objetivo Exponer las modificaciones de hardware y operativas realizadas a la unidad logrando aumentar en un 20% V la capacidad de procesamiento, obteniendo un rendimiento volumétrico de LCO superior a 30% y procesar hasta un 6% en volumen de Crudo Reducido.

6 Descripción de la Unidad # Capacidad # Capacidad: 1250 m3/día (52 m3/hr) # Inventario Catalizador: # Inventario Catalizador: 35 Toneladas # Regenerador: # Regenerador: Combustión completa Ciclones de 2 etapas Distribuidor aire tipo grilla #Reactor: #Reactor: Riser Externo 6 boquillas carga tipo casquete ranurado Ciclón salida Riser Ciclón superior # Stripper: # Stripper: Conos y anillos 2 anillos de vapor (stripping y fluidización)

7 A Fraccionadora Separador Regenerador Valvula PV1 (LCV) Riser Grilla de aire Nivel de catalizador Esquema del convertidor Nivel de catalizador Componentes principales Circulación de catalizador Principales variables 515°C 1.6 Kg/cm2 720°C 2.1 Kg/cm2 Valvula PV2(TCV)

8 Crudo de OrigenMedanitosPM435 GOV100%C Arom., %vol18,6 SG / API0,9 / 26.0C Naft., %vol16.4 RCC, %p0,6C Paraf., % vol65 Azufre, %p0,5K UOP 12,02 N total, ppm800Dest. ASTM-2887, °C N básico, ppm200P.I.210 Punto de Anilina, °C9710%374 Níquel, ppm0,130%413 Vanádio, ppm0,250%453 Hierro, ppm0,370%493 Sódio, ppm0,190%541 Propiedades de la carga de diseño

9 Diseño Tipo de OperaciónMáx. GasolinaMáx. LCO Carga fresca, m 3 /d1250 T Rx, °C TCC, °C TFDN, °C - comb. total TFDIL,°C P Rx, kgf/cm 2 1,69 P Rg.,kgf/cm 2 2,39 Circulación, t/min4,83,8 C/O6,14,8 CCR, %p< 0,05 Aire / Coque14,3 Vapor disp.,%p1,01,3 Vapor Stripping kg/t2,02,2 Condiciones Operativas de diseño

10 Diseño Rendimentos, %VMáx. GasolinaMáx. LCO Gás seco%p3,011,5 GLP2716 Nafta LCO1526 HCO OD55 Coque %p6,15,2 Conversion, %V8065 Rendimientos de Diseño

11 Modificaciones de Hardware Anillo de fluidización PV2 (TCV) Inyectores de carga Válvula del ciclón superior del despojador Skin point descarga ciclón del reactor Instalación de termocupla Aireaciones del stand pipe de catalizador agotado

12 En paradas de planta anteriores se observaron dañadas las grampas de fijacion del anillo a causa de la vibración producida por alta velocidad del vapor. Por diseño la linea de alimentación de vapor a el anillo era: 1 Sch 80. Se cambió el diámetro a 1.5. Anillo de fluidización PV2 (TCV)

13 Se redujo la longitud de inyección de las 6 boquillas de 918 mm a 852 mm La modificación se realizó para lograr un mayor contacto entre carga-catalizador y de esta manera disminuir el cracking térmico Inyectores de carga

14 Sustitución de válvula de contrapeso existente por válvula construída conforme a proyectos más recientes de Petrobras Se instaló una termocupla en la zona de descarga de la válvula de contrapeso con el fin de monitorear y evitar la formación de coque Válvula del ciclón superior del despojador

15 Para evitar la deposición de coque en la válvula de contrapeso en los arranques de la unidad se debe introducir la carga cuando la temperatura de la pierna del ciclón del reactor alcance los 470 °C Skin point descarga ciclón del reactor

16 Se modificaron las trazas de cañería a las aireaciones del stand pipe agotado a fin de mejorar la confiabilidad operativa. En paros anteriores se evidenciaban roturas y fisuras reincidentes en codos y líneas en general. Se realizó un estudio de stress a fin de obtener mayor flexibilidad en el diseño de estas líneas. Aireaciones SP de catalizador agotado

17 Modificaciones Operativas Caudales de vapor a las aireaciones de los stand pipe de catalizador agotado y regenerado. Para mejorar la circulación de catalizador y lograr estabilidad en la presión diferencial de las válvulas PV1(LCV) y PV2 (TCV) se modificaron las siguientes condiciones operativas: Caudales de vapor a las aereaciones del riser vertical y lateral. Se eliminó la inyección de vapor quench entre las dos etapas en los ciclones del regenerador.

18 Objetivo principal de la Refinería: Aumentar la producción de Diesel y mejorar la rentabilidad Maximizar el rendimiento de LCO Mantener el octanaje de la nafta catalítica Minimizar el rendimiento de fondos Objetivos de la unidad de FCC :

19 Se reformuló el catalizador con el Objetivo de Maximizar la producción de LCO, obtener una mayor conversión de fondos y mantener el RON de la Nafta Catalítica. Para ello se agrego ZSM5 en un 2 % y se aumento el díametro del poro de la partícula de catalizador Reformulación del catalizador Las Condiciones de operación propuestas para lograr los objetivos fueron: Temperatura de reacción = 495 °C Caudal de carga a FCC= 1554 m3/d MAT = 58 %p

20 Nuevas condiciones operativas para maximizar LCO Temperatura de Reacción Extracción de Nafta Pesada a LCO (Se realizó modificación en planta) Temperatura de tope de la fraccionadora

21 En el siguiente grafico se observa como se reduce la temperatura de reacción de 510 a 495 °C

22 Se realizó una obra para derivar parte de la corriente de absorbente secundario (nafta pesada) a la linea de producción de LCO. La obra consistió en la instalación de una nueva cañería desde el envío de la bomba 306-J hasta la entrada de los filtros 380/381-F. FIC J 306-C

23 Se bajó temperatura de tope en la fraccionadora principal (301-E) de 138 a 132 °C para obtener 2.5 m 3 /h de nafta pesada, reduciendo el corte de nafta liviana y manteniendo el rendimiento de LCO.

24 Gas Combustible%p 4.1 GLP19 Nafta51 LCO32.3 HCO3.2 OD3.9 Coque %p4.65 Conversion, %V60 Rendimientos Actuales %V Resultados

25

26 Calidad del nuevo LCO LCO + N. PesadaLCO Densidad 15°C Destilación °C Inicial Final>400 Indice de Cetano(31-33)(33-35) ColorL 2.5 Azufre Total

27 Conclusiones Las modificaciones realizadas en la unidad de craqueo catalítico, tanto operativas como en las instalaciones, han permitido lograr las siguientes mejoras: Aumentar la capacidad de procesamiento en un 20 %V. Mejorar la circulación del catalizador. Aumentar el rendimiento volumétrico de LCO superando 32%V.

28 Incrementar la confiabilidad operativa de la unidad. Mantener el octanaje de la nafta catalítica y el rendimiento de fondos dentro de los valores objetivo operando a baja severidad de reacción. Conclusiones

29 Muchas gracias


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