Alejandra V. Devard, Francisco J. Passamonti, Gabriela de la Puente, Ulises Sedran
Instituto de Investigaciones en Catálisis y Petroquímica INCAPE (FIQ, UNL - CONICET)

A menor demanda de óleo combustível, a qualidade decrescente dos crus e as fortes oscilações no seu custo, motivam a maior utilização de cortes residuais nas unidades de FCC [1], que são agregados às alimentações convencionais, comumente gasóleo de vácuo (VGO). Os resíduos abrangem uma ampla faixa de possibilidades, tais como fundos de torres de destilação atmosférica (ATR) ou de vácuo (VTR), gasóleo pesado de vácuo ou óleos desasfaltados [2]. Apesar de a prática de adição de resíduos não é nova, as quantidades incorporadas foram crescendo de maneira sustentada [3], e hoje em dia existem tecnologias dedicadas a processar 100 % das alimentações residuais [4, 5]. Além disso, entre as diversas alternativas disponíveis para processar estas alimentações, como  hidrocraqueamento, coking, desasfaltado por solventes, FCC, etc., o FCC é, em muitos casos, a mais conveniente [6, 7].

O processamento de resíduos gera uma grande demanda de conhecimentos fundamentais, como a reatividade específica dos cortes [1], e sobre a avaliação de catalisadores e alimentações. Diferente das alimentações convencionais, os resíduos contém maior quantidade de metais contaminantes para o catalisador (Ni, Na, V e Fe), aromáticos polinucleares (fortes produtores de depósitos carbonosos) e espécies com heteroátomos (S e N) produtoras de SOx e NOx [1]. As moléculas nos resíduos têm elevado peso molecular, maiores que 1000 g/gmol [8], pontos de ebulição superiores a 530 °C, e uma estrutura sumamente complexa que inclui naftênicos, aromáticos, resinas e asfaltenos [8, 9], levando a valores de carbono Conradson CCR maiores que 2 %.

As características dos resíduos determinam o requerimento de  maiores níveis térmicos na sua conversão e fazem indispensável que o catalisador utilizado cumpra uma série de requisitos que poderiam ser resumidos em: a) maior estabilidade térmica e hidrotérmica, b) melhor resistencia aos metais, c) boa seletividade para gasolina, d) mínima produção de coque, e) bom craqueamento catalítico (em relação ao térmico) de fundos, e f) mínimas limitações à transferência de massa intraparticular. Desta maneira, e somado às diversas filosofias operativas, um dado catalisador provavelmente não resultará ótimo para todos os casos, gerando a necessidade de produzir os catalisadores "sob medida”.

Em geral, a conversão dos resíduos não se avalia de maneira específica no laboratório, apesar de sua notável diferença a respeito das alimentações usuais. Como exceção pode se mencionar a técnica Short Contact Time Resid Test (SCT-RT [10]). Além disso, dado que a proporção de resíduos na alimentação costuma ser trocada com frequência, o processo de avaliação e seleção de catalisadores para resíduos deve considerar tanto os resíduos como as alimentações convencionais que são incorporadas, agregando um importante fator de complexidade [3].

O objetivo deste trabalho é definir um novo método para avaliar o impacto da incorporação de alimentações residuais a um VGO convencional de FCC usando condições experimentais próximas às do processo e o reator Simulador de Riser CREC [11], desenhado específicamente para estudos de FCC e altamente testado na avaliação e seleção de catalisadores e alimentações. A qualidade do método é analisada mediante a comparação da performance de dois catalisadores comerciais equilibrados de FCC, convencional e de resíduos, na conversão de um resíduo atmosférico proveniente de um cru naftênico incorporado a um VGO comercial.

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