REFORMACION CATALITICA

• El objetivo de la reforma es el arreglo o reformación de la estructura molecular de ciertos carbohidratos, particularmente para mejorar naftas con características antidetonantes deficientes y convertirlas en combustibles para automotores de calidad extra, o para producir compuestos aromáticos en especial de 3 carbonos, Benceno y Tolueno a partir de naftas seleccionadas

• Nafta: la composición química de la fracción de nafta, y por consiguiente su índice de octano, varían con la fuente del crudo, pero dicho índice estará en el promedio de 40 a 50 octanos a fin de hacer a la nafta un componente adecuado para mezclarlo con volúmenes acabados de gasolina, su índice de octano debe elevarse cambiando su composición química. En casi todas las refinerías del mundo se realiza este cambio por medio de reforma catalítica

• Prácticamente toda la nafta que entra a las unidades de reforma catalítica es hidrotratada antes, con objeto de prolongar la vida útil del catalizador del proceso. Un importante subproducto de la reforma catalítica es el hidrogeno, que se utiliza para hidrotratar y para cualquier hidrolisis que se efectué en la refinería. En algunos de los casos se produce hidrogeno adicional mediante reforma a vapor de fracciones de gas natural o nafta ligera

CONDICIONES DE OPERECION TIPICAS

• T=480-530°c

• P=15-30 bar

• Velocidad espacial=1-2 nafta/(h.catalizador)

• Relación H2/Hidrocarburo=4-6mol/mol

Rendimientos típicos• Fuel gas( metano y etano): 2 - 8 %p

• LPG( propano y butano): 5 - 15 %p

• Hidrogeno: 1,5 - 2 %p

• Nafta reformada c5+: 75 - 90%

Desintegración catalítica en las refinerías del petróleo

¿Dónde se utiliza?• Naftas :• Tolueno: se utiliza en la fabricación de explosivos( dinamita) ,

colorantes, preservativos para alimentos, en desinfectantes, como disolvente de múltiples compuestos y diversas aplicaciones en los procesos químicos

• Benceno: se utiliza en la fabricación de pinturas barnices, caucho, tintes , impermeabilizantes, insecticidas, detergentes sintéticos, medicinas y productos químicos

• Xilenos: se usan como disolventes, en síntesis orgánicas vitaminas, compuestos ftálicos , colorantes, etc.

Reacciones en el proceso de Reformado Catalítico

• Mecanismo del proceso• Las reacciones que pueden tener lugar a las temperaturas y

presiones manejadas en los reactores de reformado afectan a todos los hidrocarburos presentes en la carga

• Las que presentan mayor interés se pueden clasificar en reacciones de:

• -Des hidrogenación• -Isomeracion• -Deshidrociclacion• -Hidrocraqueo• -Coquizacion

Reacciones Químicas del Proceso

Catalizadores La activación de las reacciones se realiza mediante catalizadores capaces de activar tanto la isomerización y la cicloacion como la des hidrogenación. Los sistemas catalíticos del reformado son bifucionales: Función hidrogenante-deshidrogenante Función acidaLos catalizadores de reformado tienen dos funciones químicas diferentes Función metálica: las reacciones que catalizan los metales(Pt, Re, Ir) en este

proceso son las de hidrogenación Función acida: esta función la realiza el cloro, y tiene como misión llevar a cabo

las reacciones de isomerización de n-parafinas, así como catalizar algunas etapas del proceso de reformado.

Venenos del catalizadorLos venenos pueden clasificarse en los siguientes tipos:1. Venenos del platino2. Venenos de la función acida3. Coque

Según su regenerabilidad pueden ser:Φ Venenos permanentes- Arsénico, Plomo, Cobre y MercurioΦ Venenos reversibles- -Azufre, Nitrógeno, Agua y Halógenos

En un reactor catalítico de lecho fijo para llevar a cabo una reacción fluido-sólido, el catalizador se presenta como un lecho de partículas relativamente pequeñas orientadas al azar y en una posición fija. El fluido se mueve a través de los espacios entre las partículas (flujo convectivo). Es posible también la presencia de un flujo difusivo.

Diseño de Reactores Heterogéneos Catalíticos

Reactores de Lecho Fijo

Es posible clasificar a los reactores catalítico de lecho fijo de acuerdo a su geometría ycaracterísticas de operación• Modelos de Reactores Heterogéneos Catalíticos de Lecho Fijo

Existen muchos modelos que pueden utilizarse para cumplir con estos fines. Las principales decisiones que se deben tomar son las siguientes(a) Una fase (pseudo-homogéneo) vs. Dos fases (heterogéneo)

(b) Una dimensión (axial) vs. (axial y radial)

(c) Flujo pistón (PFR) vs. Flujo pistón con dispersión (DPFR)

Modelo Pseudo-homogéneo: En este modelo se ignoran los gradientes intraparticulares, por lo que en todo el reactor la concentración y la temperatura tienen el mismo valor que en el fluido. El sistema que realmente consiste de dos fases, se modela como si fuera homogéneo

Modelo Heterogéneo: En este modelo, como su nombre lo indica, las fases sólido y gas (o líquido) se toman en cuenta separadamente, de manera que se permiten diferencias de concentración entre la fase fluida y la fase sólida. Los gradientes intraparticulares se toman en cuenta a través del factor de efectividad η, de manera que la velocidad de reacción para los balances de materia simplemente se denota como

Modelo de una Dimensión (1D): Este caso es muy similar al PFR. Solo toma en cuenta gradientes en dirección axial y supone que no existen gradientes en dirección radial. Consiste de un conjunto de ecuaciones diferenciales ordinarias de orden 1.

Modelo de dos Dimensiones (2D): Este modelo cuantifica gradientes tanto en dirección axial como radial, por lo que genera ecuaciones diferenciales parciales (dos direcciones). Las condiciones de frontera son muy importantes.

Modelo PFR con Dispersión (DFPR): En este caso se toma el modelo 1D tipo PFR y se le añade el término de dispersión en sentido axial. Esto es particularmente importante en los modelos dinámicos. Debido a los términos de dispersión, se generan ecuaciones diferenciales ordinarias de segundo orden.

Modelo 1D Pseudo-Homogéneo: Es el modelo más simple que existe, pues es muy parecido al PFR. Debido a la suposición de una sola fase, solo es necesario un Balance de Energía, un Balance de Momentum y el número de Balances de Materia que sean necesarios de acuerdo al sistema reactivo.

Ecuaciones Balance de Energía:

Balance De Momentum

Se aplica la ecuación de Eergun para describir el factor de fricción , quedando

http://www.sc.ehu.es/iawfemaf/archivos/materia/14132.htm

http://www.mty.itesm.mx/dia/deptos/iq/iq95-872/Reactores/Clase25_2003.pdf