Si en el anterior artículo se analizaba el proceso de visbreaking como una de las opciones dentro del craqueo térmico, en este caso es objeto de estudio el proceso de coquización o coking.
COKING
Objetivo
El fin de este proceso es transformar el residuo de vacío y otros residuos similares en fracciones destiladas y coque. Las fracciones ligeras se utilizaran para formular carburantes.
El coque es un producto carbonoso que se forma a partir de la condensación de hidrocarburos aromáticos y que presenta una pequeña proporción de hidrógeno en su composición. El coque si es de calidad se utiliza para hacer electrodos (principalmente en la industria del aluminio). Si por el contrario no tiene una calidad afín a los requerimientos del sector industrial, se utiliza como combustible
Carga al proceso
Se introduce en general el residuo de vacío si bien es cierto que cualquier otro residuo de la refinería puede ser incluido en la alimentación.
Proceso
El coking consiste en un craqueo térmico de alta severidad alargando el tiempo de residencia de los hidrocarburos. La tecnología más utilizada se conoce como coquización retardada (delayed coking), porque en este caso las reacciones de craqueo tienen lugar en las cámaras y no en los tubos como en el caso del visbreaking, como se puede apreciar en el siguiente esquema de la unidad:
La alimentación se calienta a 450-460ºC en el horno y se alimentan a la cámara de reacción donde ocurrirá el craqueo. Los volátiles pasan a la columna de destilación: por cabeza salen gas y nafta, el gasoil ligero (y a veces pesado) por una extracción lateral y el fondo de columna se vuelve a introducir a la cámara de coquización.
Se trabaja con doble cámara para cuando una se llene de coque se pueda seguir el proceso en la contigua. Para vaciar la cámara se corta el coque con chorros de vapor a alta presión.
Productos
Los productos a la salida del proceso se distribuyen de la siguiente forma:
- Gases (10%)
- Nafta (15%)
- Gasoil (50%)
- Coque (25%)
En total el coque, en términos generales, representa un 5% del crudo mientras que el resto del petróleo introducido a la refinería queda destilado. Cabe mencionar que la calidad de las fracciones destiladas son mejores que las del visbreaking. Dichas fracciones pueden hidrotratarse (para retirar las trazas de azufre) y destinarse a la formulación de gasolinas (reformadas o no, ya que su índice de octano es de 75) y diésel.
Coking en lecho fluidizado
El proceso de coquización también se puede llevar a cabo mediante el uso de lechos fluidizados, siguiendo la tecnología de la siguiente figura:
Con el objetivo de minimizar la formación de coque, el proceso de coquización se da sobre un lecho fluidizado con vapor. Sobre el lecho se introduce la alimentación que ha sido calentada. Los hidrocarburos se depositan sobre el coque que se encuentra caliente y se craquea (convirtiéndose en coque o en volátiles). Los volátiles salen por la cabeza del reactor y entran en la columna de destilación (que esta superpuesta). El coque acumulado se saca por el fondo y se introduce a otro lecho fluidizado por aire, ocurriendo su combustión (quemándose la capa depositada) y calentándose a su vez el coque hasta 650ºC. El coque caliente se introduce en el primer lecho y así se inicia el ciclo nuevamente.
