IM-9F-16 Determinación de la curva de desulfuración térmica del coque de petróleo

el .

 

Kiamarís Gorrín (a) , Basanta Gloria(a)
(a) Gerencia Instituto de Investigaciones Metalúrgicas y Materiales/SIDOR, Puerto Ordaz, Venezuela, e-mail: Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.

En el marco del plan de sustitución de importaciones y de la baja de inventarios de la antracita, se visualizó como alternativa de sustitución en Coque de Petróleo Calcinado (CPC), planteándose la posibilidad de desarrollar el proceso de calcinación en las instalaciones de la Planta EPS “Insumos para la vivienda” antigua Calciorca, por parte del equipo Sidorista conformado por Dirección de Ingeniería, Departamento de Ambiente, Departamento de Procesos Pellas, Departamento de Procesos Acería, Seguridad Industrial e Instituto de Investigaciones Metalúrgica y de Materiales. Para el desarrollo de la calcinación del coque para aplicaciones siderúrgicas (Combustible sólido, formador de escoria espumosa, carburante y presdesoxidante), fue requerido realizar un balance de masa y energía del horno, así como la determinación de las caracterizaciones de la materia prima (coque verde de petróleo), a fin de aportar la información necesaria para la validación de los resultados del modelo así como del desarrollo del proceso de calcinación.

Basado en esto, se realizó la caracterización de muestras de Coque Verde de Petróleo (CVP) a través de técnicas termogravimétricas a diferentes Temperaturas y tiempos de permanencia, con el fin de determinar el % de desulfuración térmica ocurrida a diferentes temperaturas (>1300°C), como paso previo para analizar la factibilidad técnica del desarrollo del proceso de calcinación de coque verde de petróleo en el horno de la EPS insumos para la vivienda, con la finalidad de disminuir su contenido de azufre a niveles manejables en la planta de pellas.

El objetivo de este trabajo fue obtener la curva de desulfuración térmica del coque de petróleo venezolano, con el fin de conocer las temperaturas y los tiempos de permanencia necesarios para desulfurar en un proceso industrial. Para ello se realizaron pruebas termogravimétricas para las temperatura de 1300, 1400 y 1450°C a tiempos de permanencia de 0.5, 1 y 2 hr, a cuyas muestras se les analizó el contenido de azufre antes y después del ensayo en la termobalanza, la cual estaba acoplada a un cuadrupolo de masas que permitió determinar la evolución de las masas asociadas al material volátil (CH4 y H2) y los gases azufrados (SOx).

Los resultados indican que desde el punto de vista del comportamiento termogravimétrico todas las muestras analizadas, muestran el comportamiento característico atribuido a materiales carbonosos, donde destaca las mayores pérdidas de masa para la etapa del desprendimiento de volátiles. Así mismo, la evolución del espectrometría de masa cuadrupolar, permite conocer que para los principales volátiles desprendidos (H2 y CH4), las temperaturas de salidas coinciden para todos los casos estudiados, siendo la temperatura de salida del hidrógeno 750± 6.55°C y la del Metano 607 ± 5.88°C. Por otro lado, los análisis del contenido de Azufre de las muestras estudiadas indican que es posible la disminución de los contenidos de azufre a partir de los 1300°C, con tasas que van desde el 6% de disminución de azufre. Esto es debido a que el tipo de azufre contenido en el coque de petróleo venezolano (de acuerdo a las caracterizaciones realizadas por PDVSA-INTEVEP) es del tipo Tiofenos aromáticos en su mayoría, caracterización obtenida a través de la técnica de caracterización superficial de Espectroscopía de Fotoelectrones Excitados con rayos X (del inglés X-ray Photoelectron Spectroscopy o XPS). Así mismo, otros autores reportan que en la desulfuración térmica del coque de petróleo, este tipo de azufre es conocido como azufres refractarios, ya que este tipo de azufre aromático es más estable, por estar ligado a la estructura del carbono. Debido a esto, el aumento de la temperatura aumenta la disminución del contendido de azufre, así como, el aumento del tiempo de residencia a una misma temperatura de mantenimiento, aumenta la tasa de desulfuración.

En este estudio se llegó a la conclusión que es posible la disminución de los contenidos de azufre a partir de los 1300°C, aunado al aumento del tiempo de residencia y que el azufre contenido en el coque de petróleo de Petro San Félix es del tipo tiofénico.

Palabras claves: Coque de Petróleo, desulfuración térmica, termogravimetría, azufre.


Figura 1. Curva de desulfuración térmica del CVP de Petro San Félix

Referencia:
Hassan AL-HAJ IBRAHIM and Mohammad Monla ALI (2004). The effect of increased residence time on the thermal desulphurization of Syrian Petroleum Coke. Periodica Polytechnica Ser. Chem. Eng. VOL. 48, NO. 1, PP. 53–62.


Jin Xiao, Qifan Zhong, Fachuang Li, JinDi Huang, Yanbin Zhang, and Bingjie Wang (2015) Modeling the change of green coke to calcined coke by using Qingdao high-sulfur petroleum coke. Energy Fuels.

Siderúrgica del Orinoco Alfredo Maneiro
Todos los Derechos Reservados ©2009 - Sidor C.A. / RIF: G200106263
  ¡Este sitio es versión HTML5 válido! ¡Este sitio es CSS versión 3 válido!