Refinación para petroquímica de crudos no convencionales y procesamiento termoquímico de biomasa residual con destino energético y de producción de asfaltos

Abstract

La aparición de grandes yacimientos de hidrocarburos no convencionales en el sur de nuestro país abre la discusión sobre cómo obtener el mayor rédito mediante su utilización productiva. El gas natural podría insertarse en el mercado interno como en el de exportación. En tanto para el crudo de extracción no convencional (shale oil), debe analizarse su ingreso al actual sistema de refinación. En el marco del rol central que juega el proceso de craqueo catalítico de hidrocarburos (FCC o su variante tecnológica DCC) en la refinación, se busca contribuir al conocimiento del impacto sobre rendimientos y composición de los productos principales (LPG, gasolina, diesel, materias primas petroquímicas), y sobre la producción de coque, generados al incorporar cortes provenientes de shale oils nacionales, o el propio crudo. Debe tenerse en cuenta que el uso petroquímico de las olefinas livianas generadas en el proceso constituye probablemente la mejor opción para agregar valor a los crudos no convencionales o sus cortes derivados. La metodología experimental de este aspecto del proyecto estará basada en el uso del reactor Simulador de Riser CREC, y de catalizadores comerciales y generados en el laboratorio para favorecer selectivamente la producción de propileno. Se analizarán propiedades texturales (sorción de inerte), cristalinas (DRX), químicas (ICP) y acidez (FTIR) de los catalizadores. Se implementarán también técnicas de acidez por FTIR y TPD de piridina. Los productos de reacción serán analizados por cromatografía gaseosa en equipos provistos con diferentes detectores (FID, TCD, PFPD, masas). Para el aprovechamiento de biomasa residual se utilizarán los procesos termoquímicos de pirolisis (para la generación de líquidos de pirolisis) y gasificación (fracciones "tar" y "gas pobre"). Los tars serán utilizados para preparar ligantes asfálticos en mezclas con asfaltos convencionales en distintas proporciones. Se harán ensayos de envejecimiento acelerado con técnicas convencionales y se caracterizarán las propiedades reológicas. Se observará la acción antioxidante que se espera de parte de los tars. La producción de gas pobre se realizará en un equipo de gasificación de tipo down-draft para procesar materias primas de diverso origen (cáscara arroz, bagazo, aserrín quebracho). Se realizarán experiencias sistemáticas de gasificación, explorando distintas condiciones operativas para la maximización de la producción de gases y del poder calorífico del mismo.

When large hydrocarbon deposits requiring non-conventional extraction were announced to exist in southern Argentina, a discussion was opened about how to obtain the largest benefits from their fruitful exploitation. Natural gas could be directed to both internal and international markets. However, non-conventional crude oil (shale oil), should be carefully analyzed in terms of refining approaches. Given that the process of catalytic cracking of hydrocarbons (FCC, or DCC, a very similar technology) plays a key role in refining, a contribution to the knowledge of the impact on yields and composition of the main process products (LPG, gasoline, diesel, petrochemical raw materials), and on coke yields, which are expected when cuts from national non-conventional crudes, or even the crude itself, is intended. It should be considered that the use of light olefins as petrochemical feedstocks is probably the best option to add value to these crudes or cuts derived from them. The experimental methodology to develop these project issues will be based on the utilization of the CREC Riser Simulator laboratory reactor. Commercial catalysts and laboratory catalyst prototypes designed to improve the yield of propylene will be used. Catalyst properties will be analyzed, such as textural (inert sorption), crystalline (DRX), chemical (ICP) and acidity (FTIR). FTIR and pyridine TPD techniques will also be applied to characterize catalyst acid properties. Reaction products will be analyzed by means of gas chromatography in equipment provided with various detectors (FID, TCD, PFPD, MS). The utilization of residual biomass will be faced by means of thermochemical process: pyrolysis (to obtain liquid products) and gasification (to produce alquitranous fractions "tras" and "producer gas"). Tars will be components of asphaltic ligands produced by mixing with conventional hydrocarbon asphalts with various proportions. Conventional accelerated aging tests will be performed and the rheological properties will be characterized. The expected antioxidant action of tars will be observed. The yield of producer gas will be studied in a down draft gasifier reactor, where residual biomasses from different sources will be the feedstocks, (rice husk, bagasse, quebracho sawdust) being a major premise to confirm. Systematic gasification experiments will be performed exploring various operative conditions to maximize the yield of gases and their heating power