Principales propiedades de los catalizadores de unidades FCC

MAT

El análisis de microactividad es una medida de la actividad del catalizador expresada en % de conversión. La actividad MAT es afectada por la tasa de adición de catalizador fresco y la presencia de metales en el catalizador de equilibrio, en adición a la actividad y calidad del catalizador fresco.

Factor Gas

Este factor es la relación molar entre el hidrógeno y el metano obtenidos en el análisis del MAT. Este es afectado por el nivel de metales contaminantes en el catalizador de equilibrio, la tolerancia a los metales por parte del catalizador fresco y la variación de la carga a la unidad.

Contenido de H2

Se expresa en SCFB y se obtienen del análisis MAT. Este factor es afectado por el nivel de metales contaminantes en el catalizador de equilibrio, la tolerancia a los metales del catalizador fresco y la variación de la carga a la unidad.

Factor de Coque

Es la relación entre el coque presente en el MAT expresado en % y la actividad cinética (MAT/100 – MAT). Un alto factor de coque expresa una mayor cantidad de coque presente en la unidad. Este factor es afectado por el nivel de metales contaminantes en el catalizador de equilibrio, la tolerancia a los metales del catalizador fresco y la variación de la carga a la unidad.

Ni ppm

Níquel es un contaminante de la carga a FCC. Su presencia en el catalizador origina reacciones de deshidrogenación con incremento de hidrógeno en la unidad. El níquel causa poco efecto en la actividad del catalizador.

V ppm

El vanadio es un contaminante de la carga. Desactiva el catalizador destruyendo el área superficial de la zeolita y reduciendo su actividad.

El Vanadio también causa reacciones de deshidrogenación al 20 o 25%del nivel equivalente de níquel.

Relación Ni/V                            

Esta relación es empleada para identificar cambios en el crudo o fuentes de gases combustibles de la unidad FCC. Puede usarse para identificar cambios en la unidad FCC.

Na

El sodio presente en la unidad FCC desactiva el catalizador de equilibrio destruyendo el área superficial de la zeolita. La caída de la velocidad de actividad disminuye con la disminución de la temperatura del regenerador.

Área Superficial

Se expresa en (m²/mg). Es la suma del área de la zeolita y la matriz. El área superficial se relaciona con la actividad en catalizadores del mismo tipo. Cambios en el área superficial refleja cambios en la severidad en la unidad FCC por cambios en el nivel de metales, tasas de adición o severidad de la unidad.

Relación Z/M

Es la relación entre el área de la superficie de la zeolita y el área de la superficie de la matriz. Los refineros generalmente hallan la relación Z/M del catalizador para detectar cambios en la unidad.

Área Superficial de la Zeolita

Se expresa en m²/mg. Es la medida del área superficial de un pequeño poro, esta área es asociada con la zeolita del catalizador de equilibrio. La zeolita es generalmente usada para reemplazar la selectividad a gas para obtener mayores cantidades de productos líquidos.

Área Superficial de la Matriz

Se expresa en m²/mg. Es la medida del área superficial no zeolítica en el catalizador de equilibrio. Matriz es agregada al catalizador FCC reemplazar el rango de la temperatura de ebullición de la alimentación para obtener productos ligeros.

Sb (ppm)

El antimonio es un pasivador del níquel ampliamente usado en la industria FCC. En general, el antimonio puede reducir los efectos del níquel en la generación de coque e hidrógeno en -40% cuando es aplicado apropiadamente. El antimonio puede reducir la efectividad de algunos promotores de combustión CO.

Relación Sb/Ni

El antimonio es típicamente agregado entre 0.15 y 0.30 del nivel del níquel para lograr una máxima performance del pasivador. Algunos catalizadores más selectivos pueden permitir que la unidad opere con una relación Sb/Ni de 0,15 o menos.

Sn (ppm)

Ha sido empleado para pasivar el vanadio presente en la unidad FCC. Su limitados resultados comerciales han ocasionado que se deje de emplear.

Bi (ppm)

El bismuto es un pasivador del níquel cuando es aplicado apropiadamente en la unidad FCC.

Re₂O₃

Es una tierra rara añadida a la zeolita durante la manufactura del catalizador para aumentar actividad y controlar la producción de gasolinas y olefinas en la unidad FCC. Tierras raras limitan la desaluminización de la zeolita alterando el tamaño de la celda unitaria del catalizador de equilibrio. Tierra rara por unidad de zeolita es la clave, no el porcentaje en peso de la tierra rara.

Tamaño de Celda Unitaria A

El tamaño de celda de la zeolita en equilibrio es controlada por la relación Si/Al en el catalizador fresco y el intercambio de tierras raras. Catalizadores con gran número de celda (>24.3 A) puede ocasionar gran volumen de gasolinas y disminución de olefinas. La relación catalizador por octano de barril de gasolina posee un UCS entre 24.27 – 24.3 A. Catalizadores de máxima obtención de gasolina y olefinas posee un menor UCS <24.24 A.

ABD (g/cc)

Es la densidad aparente del catalizador. El ABD disminuye con una desactivación térmica significante. También puede variar con el tipo de catalizador.

Volumen de Poro (cc/g)

Expresa la media del volumen en el catalizador de equilibrio. Se emplea para determinar el tipo de desactivación ocurrida en la unidad FCC. Con una desactivación Hidrotérmica, el volumen del poro permanece constante mientras que el área superficial y actividad disminuyen. Con la desactivación térmica, el volumen del poro, área superficial y actividad disminuyen.

Pb (pmm)

Se encuentra generalmente presente en la carga a FCC. Es típicamente provisto por las corrientes de slop incluidas en la carga a FCC. Puede desactivar el platino presente en el promotor de CO.

CaO (ppm)

Desactiva el catalizador de equilibrio. Calcio es encontrado en alimentaciones de FCC y corrientes de slop de refinerías las cuales son alimentadas a la unidad FCC.

K₂O (ppm)

Desactiva el sodio presente en el catalizador. Se encuentra generalmente en las corrientes de Slop ingresadas a la unidad FCC.

ZnO (ppm)

Es un contaminante de la carga típicamente encontrada en slop. Puede desactivar el catalizador bloqueando los poros de la estructura del catalizador.

Al₂O₃ (%p)

Es generalmente empleada en la fabricación del catalizador. El contenido de alúmina se ve afectado por el ingreso de matrices de alúmina, y la adición de arcilla.

Fe (%p)

Es un contaminante presente en la alimentación y en la arcilla empleada en la manufactura del catalizador fresco. Cuando es agregado en la alimentación, el fierro causa reacciones de deshidrogenación al -10% del nivel de níquel equivalente. También puede encontrase en el catalizador de equilibrio como resultado de la corrosión.

TiO₂ (%p)

Titanio es usado en la manufactura de catalizador fresco. Se encuentra presente en la arcilla empleada durante este proceso.

Carbón (%p)

Es medido en el catalizador de equilibrio para determinar la eficiencia de la regeneración. Su presencia en el catalizador regenerado bloquea los sitios activos y reduce la actividad efectiva del catalizador. Las unidades de combustión total operan mayormente por debajo de un nivel de carbón de 0.1%. Unidades de combustión parcial pueden operar con contenidos mayores. La actividad MAT se mide en base libre de carbón.

Índice CO

Mide la habilidad del catalizador FCC para convertir cierta cantidad de CO en CO₂ en presencia de O₂. El índice CO es medido para determinar la efectividad del promotor CO.

Tamaño de Partícula 0-40u

Esta ayuda en la circulación del catalizador. Es usado para determinar la eficiencia de los ciclones e identificar fuentes de reducción.

Tamaño de Partícula 0-80u

Sirve para indicar las características del flujo del inventario del catalizador de equilibrio.

APS (u)

El tamaño de partícula promedio es un importante indicador de las características del inventario de catalizador de equilibrio. Es afectado por la distribución del APS fresco, eficiencia de ciclones y reducción del catalizador.

U_mb/U_mf

Es el factor de fluidización usado para determinar las capacidades de fluidización en el catalizador de equilibrio. El valor de un buen factor de fluidización es dependiente de la unidad. Sin embargo, un mayor factor representa un inventario con mejores características de fluidización.

Hidrogeno vs Níquel Equivalente

Aumento de nivel de níquel equivalente incrementa la generación de hidrogeno en la unidad. Esta comparación muestra el efecto del níquel en la generación de hidrogeno para diferentes catalizadores empleados en una unidad FCC.

Factor Coque vs Níquel Equivalente

Aumento de nivel de níquel equivalente incrementa la generación coque en la unidad. Esta comparación muestra el efecto del níquel en la generación de coque para diferentes catalizadores empleados en una unidad FCC.

Factor Gas vs Níquel Equivalente

Aumento de nivel de níquel equivalente incrementa la relación H₂/CH₄ en la unidad. Esta comparación muestra el efecto del níquel en el factor de gas para diferentes catalizadores empleados en una unidad FCC.

Níquel vs Vanadio

Esta comparación permite identificar la relación entre Ni y B en todas las unidades FCC.

MAT vs V + Na                                                                          

Esta relación se emplea para identificar el rango en el que operan las refinerías. En general a un mayor nivel de Na y V menor MAT debido a la desactivación del mismo.