Craqueo
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Craqueo: Procesos de calor y presión que transforman a los hidrocarburos de alto peso molecular y punto de ebullición elevado en hidrocarburos de menor peso molecular y punto de ebullición. Hidrocarburos de muchos átomos de carbonos no constituyentes de naftas rompen su cadena y forman hidrocarburos de pocos átomos de carbono no constituyentes de naftas.
Sumario
Procedimientos de craqueo
Craqueo o cracking térmico
El proceso de craqueo térmico, o pirólisis a presión, se desarrolló en un esfuerzo por aumentar el rendimiento de la destilación. No obstante, la eficacia del proceso era limitada porque debido a las elevadas temperaturas y presiones, se depositaba una gran cantidad de coque (combustible sólido y poroso) en los reactores. Esto, a su vez, exigía emplear temperaturas y presiones aún más altas para craquear el crudo.
Se inicia la operación de carga con un petróleo reducido al 50%. La carga llega a un horno tubular donde la temperatura alcanza a 480°C y de allí pasa a la cámara de reacción, en la que se trabaja a 20 atmósferas y donde el craqueo se produce en función del tiempo.
La cámara de descarga y los hidrocarburos líquidos y vaporizados son llevados a una torre evaporadora en la que se separan tres componentes: gas nafta de craqueo y diesel-oil, que son fraccionados en una torre destiladora.
El fuel-oil se extrae por la parte inferior a la torre evaporadora. Del fondo del rectificador se extrae gas-oil que se envía a un horno tubular de craqueo donde la temperatura es elevada a 525°C y de allí se junta con la del horno tubular pasando a la torre de craqueo siguiendo el ciclo.
Craqueo catalítico o cracking catalítico
Es un proceso de la refinación del petróleo que consiste en la descomposición termal de los componentes del petróleo en presencia de un catalizador, con el propósito de craquear hidrocarburos pesados cuyo punto de ebullición es igual o superior a los 315 °C, y convertirlos en hidrocarburos livianos de cadena corta cuyo punto de ebullición se encuentra por debajo de los 221 °C. Dichos catalizadores se presentan en forma granular o microesférica. Los catalizadores usualmente se componen por óxido de silicio (SiO2) y alúmina (Al2O3).
El craqueo catalítico produce naftas e hidrocarburos aromáticos de alto octanaje, como el benceno por medio de la conversión de cicloalcanos y parafinas, empleando menores presiones. El producto empleado es una arcilla sólida y pulverizada que en forma de polvo fino se envía por una corriente de aire, comportándose como un fluido.
El proceso se puede sintetizar así: la carga es un gas-oil que se vaporiza pasando por un horno vaporizador. La brea se separa en una torre destiladora y los vapores pasan a un horno recalentador donde la temperatura se eleva a 500-510°C.
Los vapores se mezclan con el catalizador y la mezcla llega a la cámara de reacción del reactor donde se produce el craqueo a presión normal y a 480 C.
Los vapores ya transformados y la arcilla llegan a un separador donde las arcillas caen por gravitación y pasan a un horno regenerador que las depura quitándoles el carbón adherido para ser utilizadas nuevamente. Los vapores siguen a una torre fraccionadora de cuya cabeza se extrae nafta de gran poder octánico (70,80). De la parte media se extrae gas-oil que se lleva al craqueo térmico, y por la inferior se extrae un producto que vuelve al sistema por un reciclo.
Este poder octánico de las naftas extraídas, está determinado por el Índice de Octano. El índice de octano es el porcentaje de trimetilpentano de una sustancia que, cuando se mezcla con heptano, produce un combustible con unas determinadas características detonantes. Se han elegido estos dos componentes como referencia para el índice de octanaje porque al heptano se le ha dado un índice de octanaje de 0, ya que detona más que cualquier otro componente, y al trimetilpentano se le da un índice de octanaje de 100 ya que detona muy poco. De esta forma los índices de octano están comprendidos entre 0 y 100. Cuanto mas elevado es el índice de octano de una sustancia menos propenso es a detonar. También cuanto más elevado es el índice de octanaje, más elevado es el número de ramificaciones que presenta la sustancia.
Procesos secundarios después del craqueo
Gasificación
El coque preparado entra en el reactor de gasificación por un lateral. Con la ayuda de oxígeno técnico (>93% 02) y a una temperatura de unos 1500 °C, el carbono contenido en el coque de pirólisis es convertido en gas y los componentes minerales se convierten en un fino granulado vítreo.
Lavado de gases
El gas de craqueo se enfría rápidamente y seguidamente es sometido a un lavado en el que son eliminados los contaminantes ácidos inorgánicos. Tras el lavado, el gas es sometido a una secuencia de secado por filtración en etapas, con lo que se elimina, por ejemplo, cualquier contaminante orgánico así como el mercurio y el sulfuro de hidrógeno.
El gas de craqueo limpio tiene un valor calorífico de aproximadamente 4.000 KJ/Nm3. El lavado es muy económico debido al bajo volumen de gas combustible frío comparado con los gases de escape calientes. Con esta configuración base, los residuos se separan en grupos reutilizables y el resto es convertido en "coque" y gas limpio de síntesis. Tanto el gas como el coque son llevados a una central de energía. Esta es una solución económica.
Oxidación de asfaltos
Es un proceso químico que altera la composición química del asfalto. El asfalto está constituido por una fina dispersión de asfáltenos y maltenos. Los maltenos actúan dispersando a los asfáltenos. Las propiedades físicas de los asfaltos obtenidos por destilación permiten a los mismos ser maleables y aptos para su utilización como materias primas para elaborar productos para el mercado vial. Al "soplar" oxígeno sobre una masa de asfalto en caliente se produce una mayor cantidad de asfáltenos, ocasionando de esta manera una mayor fragilidad, mayor resistencia a las altas temperaturas y una variación de las condiciones iniciales del asfalto.
