Procesos de endulzamiento y coquización en refinería: MEROX, keroseno y flexicoquing

Endulzamiento — 1.ª etapa (oxidación de mercaptanos a disulfuros)

Introducimos el corte para endulzamiento y lo mezclamos con aire, sosa cáustica y el catalizador. Esta mezcla se lleva a la torre de reacción (reactor), donde se producen las reacciones de extracción y oxidación. El efluente de cabeza se conduce a un decantador: se separa el exceso de aire y se expulsa a la atmósfera. En el decantador se forman dos fases: los hidrocarburos (HC) y una disolución acuosa con el catalizador. El HC se envía a un filtro de arena y obtenemos el corte endulzado; la disolución con el catalizador se recircula para mezclarse de nuevo con el corte, cargando previamente más catalizador.

Proceso de extracción — 2.ª etapa (extracción MEROX)

Entra el corte para el tratamiento y asciende por la columna de extracción de mercaptanos en contracorriente con sosa cáustica y el catalizador. Al estar exento de aire, solo se puede producir la extracción MEROX. Por la cabeza de columna sale el corte endulzado y por el fondo sale una sal sódica de mercaptano. Esta sal se lleva a un regenerador; antes se introduce material cáustico y catalítico limpio.

En el regenerador tiene lugar la oxidación de mercaptanos: por la cabeza salen los disulfuros, que se llevan a un decantador donde se purga el aire; se extraen los disulfuros y la fase acuosa sale por el fondo. Esta fase acuosa se recircula a la cabeza de la torre de extracción, después de mezclarse con el fondo del regenerador (sosa cáustica y catalizador).

Endulzamiento de keroseno (filter — coalescer — prewasher — settler)

Se alimenta un corte de keroseno para endulzar y se introduce en un prelavador/decantador. La parte acuosa se recircula al inicio y el efluente de cabeza se hace pasar por un filtro y, posteriormente, se introduce en el coalescedor. Se introduce aire mediante un compresor. Una vez sale del coalescedor, se añade sosa cáustica, agua tratada, ácido acético, metanol y el catalizador. Se introduce la mezcla en el reactor (que contiene carbón vegetal impregnado con un catalizador MEROX).

Por la cabeza se purga el aire en exceso y por el fondo sale el resto; este efluente se lleva a un decantador y, posteriormente, a una serie de filtros de sales, arcillas y, al final, obtenemos el keroseno endulzado.

Coquización retardada

Se alimenta el fondo de la columna de destilación con un residuo de vacío porque es muy viscoso y se calienta para reducir su viscosidad. Se manda a un horno para calentarlo. Después de ser calentado, el residuo empieza a llenar la cámara A de coque verde (sólido); mientras se llena, los gases ascendentes se conducen a la columna de destilación para obtener combustibles. Cuando el tambor A se llena, se abre la válvula y se empieza a llenar el tambor B. Cuando ambos están llenos, se vacían y comienza de nuevo.

Flexicoquing

El residuo de vacío se inyecta en el reactor, donde se descomponen térmicamente sus fracciones. Una vez descompuesto, el producto es llevado a un horno que eleva la temperatura. En el gasificador, el coque reacciona con aire y vapor de agua a altas temperaturas, generando gas de coque (con contenido de azufre).

El gas de coque es reconducido al calentador, donde aprovecha su calor para calentar el coque. Del calentador, por la cabeza, salen gases con azufre y son llevados a un desulfurador. La parte limpia de azufre vuelve al reactor (sección de lavados) después de pasar por la sección de lavados, que son ciclones donde se eliminan las partículas de coque y se enfrían. Los hidrocarburos con puntos de ebullición superiores a 510 °C se condensan y se reciclan en el reactor. Los gases del reactor son conducidos hasta una columna de destilación donde se obtienen combustibles.

Notas y aclaraciones

• Los procesos descritos incluyen tanto reacciones de oxidación como de extracción físico-química; el término MEROX hace referencia al proceso catalítico para la eliminación de mercaptanos mediante oxidación a disulfuros.
• Es importante la correcta gestión de corrientes acuosas y la recirculación del catalizador para mantener la eficiencia de cada unidad.