Procesamiento con hidrógeno
Descripción del proceso
El procesamiento con hidrógeno incluye una gama de procesos catalíticos entre los que se encuentran el tratamiento con hidrógeno y el hidrocraqueo para remover el azufre, oxígeno, nitrógeno y metales. El proceso es crucial para la producción de combustibles de bajo azufre para reducir las emisiones, ya que la remoción de azufre reduce las emisiones de óxido de azufre durante la combustión. El azufre también contamina los catalizadores de reformado de metal noble del sector aguas abajo y deben removerse (<0,5 ppm de azufre es una especificación típica de materia prima de la nafta). Esta “limpieza” también satura las olefinas para producir productos intermedios más fáciles de procesar.
La reacción se realiza en un entorno rico en hidrógeno sobre un lecho catalizador fijo. El proceso reemplaza con hidrógeno los contaminantes de azufre o nitrógeno de las cadenas de hidrocarburo, lo que hace que consuma hidrógeno. La protección contra la contaminación del lecho catalizador es crucial para mantener la eficiencia del tratamiento con hidrógeno a largo plazo. Luego, los productos tratados se estabilizan con calor para remover el ácido sulfhídrico (H2S) y los productos finales ligeros. Es común el uso de inyección de vapor directo, en especial en diesel.
Necesidades de una refinería
- Lograr cuotas de producción de diesel y gasolina de bajo azufre a través de un tratamiento confiable con hidrógeno de productos de primera destilación y de craqueo que, de lo contrario, producen cuellos de botella
- Proveer calidad uniforme de combustible “claro y brillante” para transporte
- Protección contra el tiempo de inactividad por la contaminación del intercambiador de calor de la materia prima o el efluente
- Protección contra el tiempo de inactividad por el aumento de la presión diferencial del lecho catalizador
- Protección contra el tiempo de inactividad por la pérdida prematura de la actividad del catalizador
- Cumplir con las especificaciones en constante aumento de combustibles limpios
- Reducir los problemas de los productos con turbidez y los costos elevados de la sal de los lechos de sal sobrecargados en el sector aguas abajo
- Lograr las especificaciones de sequedad aguas abajo de los secadores en vacío y evitar los atascamientos en el secador debido al exceso de agua
Desafío para la producción. Soluciones de Pall
Desafío
Campañas e inactividad no programada más cortas debido a la contaminación del lecho y a la actividad reducida del lecho catalizador.
Solución
Mejorar la productividad de la refinería y ampliar la vida útil del lecho catalizador del tratamiento con hidrógeno o el craqueo con hidrógeno mediante la eliminación de los sólidos de la materia prima con el fin de proteger el lecho catalizador o el intercambiador de calor de la materia prima/efluente.
- Se encuentran disponibles una gama de elementos filtrantes con calificación nominal y absoluta para reducir los niveles de sólidos suspendidos en la materia prima, con el fin de proteger al intercambiador o al lecho catalizador de la contaminación.
Desafío
Los productos no cumplen con las especificaciones debido a la contaminación de la despojadora, o de sobrante de sólidos y agua después de la extracción de vapor de inyección directa.
Solución
Mejorar la calidad del producto mediante la remoción de agua y de sólidos en los sectores aguas arriba y aguas abajo de la despojadora de vapor.
- Una gama de elementos filtrantes con calificación absoluta y nominal se encuentra disponible para reducir los sólidos suspendidos a <5 ppmw, y extender la vida del coalescedor.
- Los separadores coalescentes de líquido/líquido de alta eficiencia PhaseSep®, AquaSep® Plus o XS cumplen con confiabilidad la especificación del producto “claro y brillante” y/o reducen el costo de la deshidratación en el sector aguas abajo.
Desafío
Los compresores de gas auxiliar y reciclaje de hidrógeno requieren reconstrucción y tiempo de inactividad debido al remanente líquido y sólido del separador que provoca contaminación severa y erosión de los elementos internos del compresor.
Solución
Menor mantenimiento de los compresores del gas auxiliar y de reciclaje mediante la remoción de líquidos y sólidos en el flujo de reciclaje de hidrógeno del separador.
- Los dispositivos separadores, las almohadillas de malla, los dispositivos ciclónicos y los separadores de filtro convencionales pueden no ser tan efectivos para remover las microgotas de hidrocarburo líquido con tamaño de aerosol o los sólidos finos.
- Los separadores coalescentes de líquido/gas SepraSol™ Plus y los separadores coalescentes de líquido/gas Medallion™ HP de alta eficiencia ofrecen una remoción del 99,999 % a 0,3 micrones según la prueba de DOP y 1 ppb en el sector aguas abajo conforme a la prueba ANSI/CAGI400-1999 modificada. Ambos brindan una excelente protección del compresor.
Aplicaciones clave/recomendaciones de filtración (no se muestran otras aplicaciones)
Aplicación
1.
Filtración de la materia prima del tratamiento con hidrógeno
Beneficios para el cliente
Rentabilidad garantizada del HDT (tratamiento con hidrógeno) mediante la protección contra el tiempo de inactividad no programado del reactor o si el producto no cumple con las especificaciones debido a la contaminación del intercambiador, pérdida de la actividad del lecho catalizador o del alto diferencial de presión debido a la contaminación del lecho
2.
Remoción de agua de la materia prima del tratamiento con hidrógeno
Rentabilidad garantizada del HDT (tratamiento con hidrógeno) mediante la protección contra el tiempo de inactividad no programado del reactor o si el producto no cumple con las especificaciones debido a la contaminación del intercambiador, pérdida de la actividad del lecho catalizador o del alto diferencial de presión debido a la contaminación del lecho
3.
Protección de separadores coalescentes de líquido/líquido
Costos operativos bajos para garantizar una vida larga del separador coalescente al mismo tiempo que se cumple con las especificaciones de partículas de los productos finales
4.
Remoción de agua agria del producto tratado con hidrógeno
Menor corrosión y pérdida de capacidad de la despojadora de vapor
5.
Protección de separadores coalescentes de líquido/líquido
Costos operativos bajos para garantizar una vida larga del separador coalescente al mismo tiempo que se cumple con las especificaciones de partículas de los productos finales
6.
Remoción de agua del producto estabilizado
Separadores coalescentes de líquido/líquido AquaSep XS o AquaSep Plus
Se cumple con confiabilidad la especificación del producto final “claro y brillante”
Mejora la remoción de agua a través de los secadores de vacío en el sector aguas abajo eliminando la carga de agua libre, lo que permite lograr el vacío total y la máxima eficiencia de secado
7.
Protección de separadores coalescentes de líquido/líquido
Costos operativos bajos para garantizar una vida larga del separador coalescente al mismo tiempo que se cumple con las especificaciones de partículas de los productos finales
8.
Remoción de hidrocarburo del agua agria
Coalescedores de líquido/líquido AquaSep EL o PhaseSep
Una menor carga de contaminación en la despojadora de agua ácida reduce los costos de mantenimiento de la despojadora, la pérdida de capacidad y la carga adicional en la planta de tratamiento de agua
9.
Protección de los compresores del gas auxiliar y del reciclaje de hidrógeno
SepraSol™ Plus and Medallion™ HP liquid/gas coalescers
Se eliminan las pérdidas de ingresos y el costo debido a la reconstrucción del compresor y el tiempo no programado de inactividad debido a la contaminación
10.
Protección del quemador de óxido de nitrógeno bajo
SepraSol™ Plus and Medallion™ HP liquid/gas coalescers
Se eliminan la contaminación de la boquilla del quemador que genera costos de mantenimiento del quemador, posible tiempo de inactividad de la unidad o pérdida de productividad debido a un bajo rendimiento del quemador
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