Comparative study of the normal visbreaking process and the thermal fixed-bed process applied on Colombian heavy oils

Abstract

espanolEl aumento en las reservas de crudos pesados, la escasez de crudos livianos, la demanda de productos limpios y el incremento de material residual o fondos, hacen necesaria la implementacion o adaptacion de tecnologias que procesen crudos pesados de forma eficiente. En este sentido se plantea la modificacion del esquema actual de viscorreduccion adaptandole un lecho fijo dentro del reactor para estudiar posibles modificaciones en los diferentes procesos termicos, a fin de incrementar y mejorar sus rendimientos con miras a la obtencion de productos mas valiosos a partir de crudos pesados. La presente investigacion se realizo mediante pruebas a nivel de planta piloto en la unidad de viscorreduccion de Ecopetrol S.A. - Instituto Colombiano del Petroleo (ICP), la cual brinda la posibilidad de comparar el proceso de viscorreduccion normal frente al proceso de viscorreduccion con lecho fijo como proceso termico. Ambos procesos se compararon en cuanto al incremento del rendimiento de destilados medios y propiedades de calidad de los productos obtenidos. La comparacion se hizo bajo las mismas condiciones de flujo, direccion de flujo (ascendente), presion, temperatura y tipo de crudo. Los resultados revelaron que el proceso de viscorreduccion con lecho fijo logro convertir mas fracciones pesadas en destilados (4 a 7%), comparado con el proceso de viscorreduccion normal. EnglishThe rise in heavy oil reserves, the scarceness of light oils, the demand for clean products and the increase in residual material or bottoms make it necessary to implement or adapt technologies to process heavy oils efficiently. To this end, the modification of the current visbreaking system has been proposed, consisting of adapting a fixed bed inside the reactor in order to study possible modifications in the different thermal processes to increment and improve performance with the purpose of obtaining more valuable products from heavy oils. This research was conducted through testing at the pilot plant level in the visbreaking unit of Ecopetrol S.A. - Instituto Colombiano del Petroleo (ICP), which provides the possibility of comparing the normal visbreaking process to the fixed-bed visbreaking process as a thermal process. Both processes are carried out in comparison to the increase in the performance of middle distillates and the quality properties of the products obtained. The comparison was completed under the same conditions of flow, flow direction (ascending), pressure, temperature and oil type. The results revealed that the fixed-bed visbreaking process managed to convert more heavy fractions into distillates (4 to 7%) compared to the normal visbreaking process. portuguesO aumento nas reservas de crus pesados, a escassez de crus leves, a demanda de produtos limpos e o aumento de material residual ou fundos, fazem necessaria a implantacao ou adaptacao de tecnologias que processem crus pesados de forma eficiente. Neste sentido e proposta a modificacao do esquema atual de viscorreducao adaptando-lhe um leito fixo dentro do reator para estudar possiveis modificacoes nos diferentes processos termicos, com a finalidade de aumentar e melhorar seus rendimentos com vista a obtencao de produtos mais valiosos a partir de crus pesados. A presente pesquisa foi realizada mediante provas a nivel de centro piloto na unidade de viscorreducao de Ecopetrol S.A. - Instituto Colombiano del Petroleo (ICP), a qual oferece a possibilidade de comparar o processo de viscorreducao normal diante do processo de viscorreducao com leito fixo como processo termico. Ambos os processos sao comparados em quanto ao aumento do rendimento de destilados medios e propriedades de qualidade dos produtos obtidos. A comparacao foi feita sob as mesmas condicoes de fluxo, direcao de fluxo (ascendente), pressao, temperatura e tipo de cru. Os resultados revelaram que o processo de viscorreducao com leito fixo conseguiu converter mais fracoes pesadas em destilados (4 a 7%), comparado com o processo de viscorreducao normal.