Fundamentos del Craqueo y el Proceso de Coquización Retardada en Refinación de Petróleo

Fundamentos del Craqueo y la Coquización Retardada

El Craqueo (Cracking) en la Refinación de Petróleo

El craqueo o cracking es un proceso químico fundamental mediante el cual se quiebran o se rompen las moléculas de un compuesto pesado (cadenas largas), produciendo compuestos más simples (cadenas cortas).

En la refinación, este proceso se aplica al tratamiento de los productos procedentes de la destilación fraccionada del petróleo. Consiste en la ruptura de los productos gaseosos, líquidos o sólidos obtenidos en el proceso de refino, mediante calentamiento a temperaturas y presiones elevadas. Esto permite obtener moléculas más pequeñas y moléculas ramificadas.

El craqueo es un proceso crucial en la obtención de gasolinas y como fuente de alquenos. Los procesos de craqueo más importantes son:

• Craqueo térmico
• Craqueo catalítico
• Hidrocraqueo
• Visbreaking

Cada uno de estos procesos cumple funciones muy diferentes dentro del esquema de refinación.

Craqueo Térmico Retardado (Delayed Coking)

El proceso de Craqueo Térmico Retardado (*Delayed Coking*) se desarrolló para minimizar los rendimientos de los residuos de vacío, aumentando así la producción de compuestos más livianos como las naftas y el diésel. Simultáneamente, produce un compuesto final valioso: el carbón o coque, el cual es utilizado principalmente en la industria del aluminio.

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, generalmente cada 24 horas. El procedimiento original, todavía en uso, emplea calor y presión hasta alcanzar temperaturas de 900 a 930 °F (aproximadamente 482 a 499 °C).

Descripción del Proceso de Coquización

1. La alimentación se carga de 2 a 4 platos por encima de la zona de vaporización.
2. Los vapores calientes de los tambores de coque enfrían la alimentación, previniendo así la formación de coque en la columna de fraccionamiento y, simultáneamente, condensando los productos más pesados, los cuales son reciclados.
3. Cualquier compuesto ligero, no deseado como alimentación a los tambores de coquización, es vaporizado.
4. La alimentación a la torre fraccionadora es precalentada. La alimentación resultante, combinada con los condensados de reciclo, es bombeada desde el fondo de la fraccionadora, pasando a través del horno.
5. En el horno, el líquido es parcialmente vaporizado y entra a los tambores de coquización por el fondo de los mismos.
6. Se introduce vapor usualmente a los tubos del horno para controlar la velocidad y minimizar los depósitos de coque. En estos equipos se deposita el carbón residual.
7. Los productos más livianos en estado vapor salen por la parte superior, ingresando luego a la torre fraccionadora.
8. En la torre fraccionadora, los gases sufren condensaciones parciales y se fraccionan, obteniendo tres cortes principales en función de su rango de destilación.

Productos Obtenidos del Craqueo Retardado

Gas Residual

Es acondicionado para inyectarlo en el sistema de gas residual.

Nafta

Es separada en liviana y pesada, y posteriormente acondicionada en la planta de nafta de la misma unidad. El propano y butano se envían a la unidad de separación de gases FCC.

Diésel

Obtenido por un corte lateral.

Gasóleo Pesado de Coque

Obtenido por otro corte lateral.

Producto de Fondo

Reciclado con la alimentación a los tambores de coquización.

Economía y Ventajas del Proceso

El proceso de coquización retardada ofrece significativas ventajas económicas y operacionales:

• Mayor nivel de conversión a productos de alto valor y demanda (nafta, diésel).
• Una mayor expansión volumétrica de los productos ligeros.
• El destino alternativo del asfalto (residuo pesado) es producir fuel oil (combustible), un producto de bajo precio y demanda limitada, lo cual se evita al procesarlo.
• Los productos obtenidos (C3, C4, Nafta, Gas Oil) son cargas esenciales para otras plantas que acondicionan estas corrientes para obtener calidad comercial.
• El carbón residual (coque) producido es un producto comercializable, utilizado principalmente como insumo en la industria del aluminio.