CATALIZANDO INNOVACIONES PARA UN MUNDO EN TRANSFORMACIÓN ISOZOOM ADITIVO PARA MÁXIMO OCTANO-BARRIL Y GENERACIÓN DE C4´s Para atender a la demanda por mayor octanaje de la gasolina, el refinador puede recurrir a aditivos convencionales a base de zeolita ZSM-5. El sistema de poros de pequeño diámetro de esta zeolita sólo permite la entrada de compuestos lineares en el rango de la nafta y LCO, que son craqueados dentro del cristal, produciendo especies de alto octanaje. Estas reacciones consumen las olefinas y parafinas lineares C7 a C10 en el rango de ebullición de la nafta para producir principalmente olefinas ligeras C3 y C4 que componen el GLP. El aumento del rendimiento en GLP es, así, obtenido a costa de la pérdida de producción de nafta. Este efecto es un beneficio para los refinadores que atienden al mercado de propileno; para otros, entretanto, puede ser un trastorno al sobrecargar la operación del compresor de gas y de las unidades de tratamiento de GLP. Actuando para aumentar la flexibilidad del refinador, Fábrica Carioca de Catalisadores S.A., en conjunto con los centros de investigación de Petrobras y de Albemarle, desarrolló una solución para la maximización de la producción de gasolina en una refinería, a partir del aumento de rendimiento en nafta craqueada de mejor calidad en la unidad de FCC: ISOZOOM. Lo que hace al aditivo ISOZOOM ser diferente de los convencionales son su formulación y tecnología de producción, que permiten un mecanismo de reacción más selectivo a la isomerización con relación al craqueo. ISOZOOM no craquea ni crea compuestos aromáticos, pero aumenta su concentración en la nafta craqueada al consumir las especies lineares. La zeolita en este aditivo tiene sitios activos más accesible, más fuertes y más espaciados, de forma que las olefinas que se forman en el rango de la nafta son consumidas antes que sufran transferencia de hidrógeno y se transformen en parafinas de bajo octanaje. Esas propiedades favorecen la formación y la preservación de compuestos ramificados, resultando en la mejoría de octanaje de la gasolina. Como se aumenta el octanaje Las olefinas de cadena larga en el rango de ebullición de la nafta tienen bajo octanaje. ISOZOOM las craquea selectivamente para propileno y butenos, concentrando las moléculas ramificadas y aromáticas en la nafta craqueada, aumentando su octanaje. 40,0 Total de aromáticos, u.a. Total de i-parafinas + nafténicos + i-olefinas + olefinas , u.a. La Figura 1 compara el análisis PIANIO (parafinas, isoparafinas, aromáticos, nafténicos, iso-olefinas y olefinas) de la gasolina obtenida con un sistema catalítico conteniendo ISOZOOM y otro con aditivo convencional. La gasolina resultante del uso de aditivo convencional es más aromática que la con ISOZOOM, debido a la mayor extensión de las reacciones de craqueo. Por otro lado, la gasolina obtenida con ISOZOOM posee más moléculas ramificadas, insaturadas y nafténicas (las parafinas lineares no fueron mostradas), que contribuyen para el octanaje y se traducen en un mayor volumen de gasolina en comparación con los aditivos convencionales. 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 Aditivo Convencional ISOZOOM 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Aditivo Convencional ISOZOOM Figura 1. PIANIO de la gasolina obtenida con ISOZOOM en comparación con aditivo convencional El predominio del mecanismo de isomerización sobre el craqueo de olefinas presenta una ventaja adicional: cuando estas moléculas son hidrogenadas en la unidad de HDS, estas se transforman en parafinas ramificadas, preservando el octanaje de la gasolina. Un test industrial demostró la efectividad del aditivo ISOZOOM para aumentar el octanaje de la gasolina en comparación con un sistema catalítico sin aditivo. La Tabla 1 muestra el aumento de 1,2 puntos de MON, causado principalmente por la mayor concentración de aromáticos en el rango de ebullición de la gasolina. Delta (ISOZOOM – base) Conversión, %p/p + 0,8 Delta Coque - 0,002 GLP, %p/p + 1,8 Nafta, %p/p - 1,6 RON + 0,1 MON + 1,2 Olefinas (%) - 2,2 Aromáticos (%) + 5,0 Para el mismo rendimiento de nafta craqueada, el uso del aditivo ISOZOOM lleva a ganancias de octanaje en comparación con los aditivos convencionales, como se muestra en la Figura 2. Esto proporciona mayor margen de operación para el refinador, que ahora puede adicionar una cantidad superior de nafta DD al pool de gasolina, aumentando la producción de gasolina y, consecuentemente, su rentabilidad. Si el objetivo de la refinería es un elevado rendimiento de gasolina con alto octanaje, la elección debe recaer sobre ISOZOOM. En la Figura 3 los octanos-barril (MON-barrel) del sistema catalítico conteniendo ISOZOOM son comparados con un caso base conteniendo un aditivo convencional. La evaluación fue hecha en unidad ACE, con los respectivos e-cats. Tabla 1. Efecto de ISOZOOM en comparación con un sistema sin aditivos 4000 3900 ISOZOOM Aditivos convencionales MON Barrel Delta de octanaje 3 2,5 2 1,5 1 0,5 3800 3700 3600 3500 Aditivo convencional ISOZOOM 3400 3300 0 MON RON 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Coque, %p/p Figura 2. Ganancias de octanaje con ISOZOOM en comparación con aditivos convencionales para el mismo rendimiento de nafta craqueada (fuente: estudios de laboratorio) Figura 3. Producción de octanos-barril de ISOZOOM en comparación con un aditivo convencional En otra comparación comercial de ISOZOOM contra un sistema catalítico sin aditivo, se observó que, además de hacer más propileno que el caso base, el GLP producido por ISOZOOM es más rico en isobutano, lo que también lo hace ventajoso para uso como carga de alquilación. La Figura 3 muestra que la relación isobutano/propileno es mayor en ISOZOOM que en el caso base. Si la refinería cuenta con una unidad de alquilación, el isobutano y los butenos generados por ISOZOOM pueden ser alquilados e integrados al pool de gasolina, como componentes de alto octanaje y bajo azufre. Además, ISOZOOM favorece las reacciones de isomerización de las moléculas en el rango de ebullición de la nafta, produciendo compuestos ramificados que contribuyen para aumentar el octanaje de la nafta. Destaques del producto 0,475 •Nafta craqueada con octanaje más elevado, permitiendo adición de mayor cantidad de nafta DD al pool de gasolina; 0,470 0,465 0,460 •Preservación del octanaje cuando la nafta sufre post tratamiento para reducción de azufre (HDS); 0,455 •Mayor tenor de isoparafinas en la gasolina; 0,450 Base ISOZOOM Figura 4. Relación iC4/C3= del GLP producido por ISOZOOM vs. caso base Presentación •GLP más rico en olefinas C4 e isobutano, adecuado para producción de alquilado; •Mayor producción de gasolina y menor producción de GLP, con relación a los aditivos convencionales. ISOZOOM puede ser envasado en bombonas plásticas, tambores, big bags o mezclado a granel con catalizador virgen da Fábrica Carioca de Catalisadores S.A., pudiendo ser personalizado. Rua Nelson da Silva, 663 Distr. Industrial de Santa Cruz CEP 23565-160 Rio de Janeiro - RJ - Brasil Tel.: (21) 2195-9001 Fax: (21) 2195-9000 Site: www.fccsa.com.br E-mail: fccsa@fccsa.com.br Para otras informaciones contacte nuestro personal de servicios técnicos.