Petroleum residue upgrading via delayed coking : a review

Valorización de los residuos de petróleo a través de la coquización retardada : una revisión

La capacidad de procesamiento mundial de los residuos petroleros ha alcanzado cerca de 725 millones de toneladas cúbicas por año (al menos hasta 2007). La elevada demanda de combustibles para transporte y la tendencia cada vez más creciente hacia los crudos pesados ha renovado el interés en diversos tipos de procesos de conversión. La coquización retardada —conocida por procesar prácticamente cualquier corriente de una refinería— ha adquirido una gran importancia en el escenario de refinación actual. El coque tipo aguja (needle coke) que se obtiene de tal proceso es un producto muy apetecido que se utiliza en hornos de arco eléctrico (en forma de electrodos de grafito) en aplicaciones siderúrgicas.

En este documento se realiza un análisis a profundidad de la literatura publicada y se muestra una revisión del estado del arte que incluye lo siguiente:

• La importancia y el lugar de la coquización retardada como un proceso de valorización de residuos en el escenario actual de refinación
• La cinética y los mecanismos de la coquización
• Aspectos de diseño
• Materias primas adecuadas para la producción de coque de aguja
• Características del coque de aguja
• Factores que afectan la cantidad y la calidad del coque de aguja
• El mercado futuro para el coque de aguja

Integrating delayed coking process into Nigerias refinery configuration

Integrando el proceso de coquización retardada en la configuración de refinerías en Nigeria

La amplia disponibilidad y los costos económicos del crudo pesado proveniente tanto de pozos petroleros como de subproductos del procesamiento de petróleo exigen métodos para su uso. La coquización retardada es una alternativa para ello; en las refinerías se monta como una unidad. En esta investigación se hizo una evaluación de estas unidades para refinerías nigerianas. Se analizaron de manera cuidadosa los diagramas de flujo de tres instalaciones de este tipo, y se predijeron las producciones de coque, gas y líquidos.

El estudio reveló que estas refinerías tenían la necesidad de implementar procesos como la coquización retardada, debido a las ventajas tecnológicas, económicas y ambientales que representan. La tendencia de desarrollo en la planeación conceptual de los complejos existentes en Nigeria es hacia los combustibles ligeros; la oferta de productos existente carece de productos pesados de origen secundario.

Reutilización y activación del coque de petróleo para remover metales en agua

Reuse and activation of petroleum coke for metal removing from water

En la investigación se reutilizó el coque generado en la refinación del petróleo. Se propuso activar el coque con características de un carbón activado comercial y posteriormente usarlo para remover plata y mercurio presentes en agua. El carbón activado producido y el carbón activado comercial, LQ1000, se caracterizaron con las normas ASTM, índice de yodo, área superficial al azul de metileno e índice de azul de metileno y se compararon los resultados. Igualmente se hizo en el proceso de adsorción. El proceso de adsorción se modeló con las ecuaciones de Freundlich y Langmuir. La activación del coque se planeó por medio de un diseño de experimentos cuatro factorial. Los 16 carbones producidos se sometieron al proceso de adsorción de plata y mercurio por duplicado. El estudio reportó al coque activado como mejor adsorbente que el LQ1000 y con un menor costo de fabricación pero con una menor área superficial que el comercial. Los resultados obtenidos permiten producir carbón activado a partir del coque más económico para competir con los carbones activados comerciales. 

1. INTRODUCCIÓN 

La industria petroquímica en el proceso de refinación del petróleo produce desechos líquidos, gaseosos y sólidos. Entre los últimos el coque es el que se encuentra en mayor cantidad. Este residuo presenta alto contenido de azufre (aproximadamente 5­5.5%), por lo que sí se descarga directamente al medio ambiente, puede formar lixiviados por infiltración de agua a través de los desechos, afectando la bióta terrestre, los acuíferos, las corrientes superficiales y la acumulación de contaminantes inorgánicos. El coque de petróleo crudo son granos de color negro brillante, compuestos principalmente de carbono (50%), oxigeno (30%) y azufre (6%). 

La planta de refinación de petróleo Cadereyta de propiedad de PEMEX está ubicada en el estado de Nuevo León, tiene una producción aproximada de coque de 3000 toneladas diarias, lo que implica la gran disponibilidad del coque como materia prima para fabricar carbón activado. El aprovechamiento de una cantidad tan grande de coque para la elaboración de carbón activado mitigaría el impacto de este desecho hacia el medio ambiente y permitiría la utilización de una materia barata, lo cual redundaría en costos de producción más bajos que los obtenidos con otros materiales clásicos. Por lo tanto dará un beneficio a la industria nacional de este sector. El carbón activado es un sólido, predominantemente amorfo, con un alto desarrollo del área superficial interna y del poro. Por lo tanto tiene una gran capacidad de adsorción de materiales sean éstos gaseosos, sólidos o líquidos; dándose en diferentes fases de aplicación, líquidas o gaseosas. Las aplicaciones del carbón activado son extremadamente versátiles y tienen su mayor uso en el ámbito industrial para la remoción de especies por adsorción desde fase líquida o gaseosa y en la purificación de productos o la recuperación de compuestos químicos, además de servir de soporte en la catálisis de compuestos. En el tratamiento de aguas potables se usa para la refinación del agua, removiendo compuestos orgánicos formados en el proceso o que no se removieron. 

En estudios anteriores se ha probado la capacidad de producir carbón activado a partir de diferentes tipos de desechos, orgánicos e inorgánicos, ricos en carbono, con gran disponibilidad y bajo costo tales como madera, cáscara de semillas, bagazo de caña, agave, carbón mineral de lignito, carbón mineral bituminoso, carbón mineral sub­bituminoso, cáscara de nuez, cáscara de cacahuate, carbón de turba, lirio acuático, aserrín, coque de petróleo, polímeros, cáscara de coco y desechos del café.