Fundamentos y Aplicaciones del Hidrotratamiento en Refinerías
Fundamentos del Hidrotratamiento (HDT)
El hidrotratamiento es un proceso que utiliza hidrógeno (H2) aplicado a compuestos intermedios, desde naftas hasta gasóleos de vacío, procedentes de la destilación de crudos o del fraccionamiento de unidades de craqueo. Sus funciones principales son:
- Eliminación de impurezas: Como el azufre (proceso de hidrodesulfuración o HDR).
- Saturación de olefinas: Debido a la alta reactividad de los dobles enlaces, los cuales pueden polimerizar y transformarse en coque.
El objetivo fundamental es evitar el envenenamiento de los catalizadores y mejorar la calidad de productos finales como querosenos, naftas y gasóleos.
Descripción del Proceso
El proceso requiere un precalentamiento inicial de la alimentación junto con el H2, operando a temperaturas entre 270 y 420 °C y presiones de 15 a 70 kg/cm². Bajo estas condiciones, la mezcla se introduce en el reactor, donde entra en contacto con un catalizador de cobalto (Co) y molibdeno (Mo) dispuesto en uno o más lechos fijos.
Etapas de Separación y Reacciones
Tras la reacción, se realiza un enfriamiento para condensar la corriente principal de hidrocarburos, separándola de la fase gaseosa. Posteriormente, la corriente se introduce en una columna estabilizadora. Las reacciones químicas predominantes incluyen la ruptura de enlaces C-S y C-N.
Consideraciones Térmicas y Operativas
- Exotermicidad: La corriente sale a una temperatura superior a la de entrada (aumento de 10 °C en fracciones ligeras y 2-3 °C en pesadas).
- Formación de coque: El tratamiento de fracciones pesadas requiere temperaturas más altas, lo que incrementa el riesgo de craqueo y formación de coque. Para minimizar este efecto, se emplean presiones parciales de H2 elevadas.
- Reciclaje de Hidrógeno: Es necesario reciclar el exceso de H2. Para ello, se incorpora una unidad de separación y purificación que utiliza aminas para eliminar el sulfuro de hidrógeno (H2S) o ácidos para retener el amoníaco (NH3).