Secuencia y lógica de la mejora en la calidad de la gasolina en nuestro país

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El orden y la lógica de la mejora en la calidad de la gasolina en nuestro país. El orden y la lógica de la mejora en la calidad de la gasolina en nuestro país. La empresa francesa Axens es líder en el campo de las tecnologías de desulfuración catalítica de la gasolina. Hasta la fecha, la tecnología de hidrogenación selectiva para la desulfuración de la gasolina desarrollada por esta empresa (Prime-G+) ha sido instalada en más de 230 unidades a nivel mundial, de las cuales 32 se encuentran en China. Empresas como CDTECH, AXENS y UOP son los principales proveedores a nivel internacional de este tipo de tecnología. La tecnología desarrollada por CDTECH está compuesta por unidades procesales patentadas como la hidrogenación por destilación catalítica, la éterificación por destilación catalítica e la isomerización de los esqueletos de olefinas lineales. Se trata de una tecnología avanzada, con la mayor cuota de mercado; ya hay más de 100 instalaciones industriales que utilizan esta tecnología. 　　Secuencia y lógica de la mejora en la calidad de la gasolina en nuestro país. La mejora en la calidad de la gasolina en China comenzó alrededor del año 2000. Hasta hoy, ya han pasado más de diez años desde entonces. Los estándares cada vez más estrictos para la calidad de la gasolina, así como las proporciones específicas de los componentes de la gasolina en China, han contribuido enormemente al desarrollo tecnológico y a la aplicación industrial de métodos para mejorar la calidad de la gasolina en el país. Antes de la implementación completa de la norma nacional V para la gasolina en el año 2017, es necesario revisar los avances tecnológicos y las opciones de mercado relacionados con la mejora de la calidad de la gasolina. Partiendo del análisis de los diferentes indicadores de calidad de la gasolina, y teniendo en cuenta los procesos de refinación de cada planta, sería conveniente establecer un orden lógico para mejorar la calidad de la gasolina. Esto podría ser una medida técnica que las empresas refineras deben tomar ahora, para poder adaptarse a las normas nacionales V o a estándares aún más estrictos en el futuro.

En nuestro país, la composición de la gasolina se basa principalmente en la gasolina catalítica. La desulfurización de esta gasolina, la reducción de los olefinos y el aumento de su índice de octano son los tres problemas principales que deben abordarse para cumplir con las normas nacionales IV y V. Las plantas refineras de nuestro país han procesado durante mucho tiempo crudo pesado a base de parafina con bajo contenido de azufre; además, el proceso de refinación principal es la craqueo catalítico. Esto hace que la composición de la gasolina producida en nuestras plantas sea muy diferente a la de las plantas refineras en Estados Unidos y Europa. En los tanques de gasolina de las refinerías estadounidenses, la gasolina catalítica, el aceite obtenido por reestructuración, así como otros componentes como el aceite resultante de procesos de alquilación e isomerización, representan cada uno un tercio del total. En los tanques de gasolina de las refinerías europeas, la proporción de aceite generado por reestructuración es de aproximadamente el 50 %; la proporción de gasolina catalítica es de alrededor del 30 %. Los demás componentes, como los obtenidos mediante alquilación e isomerización, representan aproximadamente el 20 %. En los tanques de gasolina de las refinerías de nuestro país, la gasolina catalítica representa el 73 %; los componentes de alto número de octanos, como el petróleo obtenido por reestructuración o el petróleo alquilado, suman menos del 20 %. Dado que la mayor parte del azufre y los olefinos presentes en los tanques de gasolina provienen de la gasolina catalítica, y que el octanaje de esta última es de 89 a 91, lo cual es relativamente bajo, las refinerías nacionales enfrentan grandes dificultades para desazufresar la gasolina catalítica y reducir su contenido de olefinos. Por ello, resulta difícil producir gasolina de alto octanaje. A través de ajustes significativos en la estructura de las plantas de refinación, es posible hacer que la composición de la gasolina en nuestro país sea similar a la de Estados Unidos o Europa. Esto permite resolver los problemas relacionados con los olefinos y el número de octanos de la gasolina. Sin embargo, el problema del desulfurado sigue existiendo. Además, un aumento significativo en la proporción de aceite obtenido mediante reestructuración química puede causar que el contenido de benceno en la gasolina supere los límites permitidos ； Al mismo tiempo, no solo se requiere una inversión considerable en la construcción y renovación de las instalaciones, sino que también resulta inviable contar con un suministro estable a largo plazo de crudo ligero a precios elevados, lo cual afectará inevitablemente los resultados económicos de la empresa. A largo plazo, debido al aumento progresivo de la densidad del crudo, la craqueo catalítico, como técnica eficaz para la conversión catalítica en profundidad de petróleo pesado/residuos, mantendrá su posición central en el procesamiento secundario. 　　Teniendo en cuenta todos estos factores, en el futuro previsible no habrá cambios significativos en la composición de la gasolina en nuestro país, donde la gasolina catalítica seguirá siendo el componente principal. La desulfuración de la gasolina catalítica, la reducción de los olefinos y el aumento del número de octanos de la gasolina son los principales desafíos a los que se enfrentará nuestro país a largo plazo para mejorar la calidad de la gasolina. 　　En segundo lugar, más de una década de experiencia en la industria a nivel mundial demuestra que la desulfuración selectiva de la gasolina mediante catalizadores es la tecnología predominante para este fin, tanto a nivel nacional como internacional. La empresa francesa Axens es líder en el campo de las tecnologías de desulfuración de la gasolina mediante catalizadores. Hasta la fecha, esta empresa ha desarrollado más de 230 sistemas de desulfuración selectiva de la gasolina mediante catalizadores (Prime-G+), de los cuales 32 se encuentran en China. Esta tecnología presenta un bajo nivel de saturación por hidrogenación de los olefinas, lo que reduce la pérdida de octanaje ； No ocurren reacciones de saturación ni de cracking de los aromáticos; el rendimiento en forma líquida es cercano al 100% ； Funciona de manera estable durante períodos prolongados, en consonancia con el ciclo de mantenimiento de las unidades de craqueo catalítico ； La tasa de desulfuración es superior al 98%, lo que permite cumplir con el requisito de que el contenido de azufre en la gasolina sea de 10 ppm. Entre las empresas petroleras nacionales, las refinerías de Shandong son las que más utilizan la tecnología Prime-G+, con un total de 17 unidades. A pesar de que el contenido de azufre en la gasolina catalítica producida por algunas grandes refinerías de Shandong alcanza los miles de ppm, al utilizar esta tecnología es posible producir gasolina que cumpla con las normas nacional V, con un rendimiento superior al 99%, lo que permite abastecer la región de Pekín-Shanghái y obtener buenos beneficios económicos. 　　La tecnología de desulfuración catalítica de la gasolina desarrollada por ExxonMobil, Scanfining, y la tecnología de desulfuración catalítica de la gasolina mediante destilación catalítica desarrollada por CDTECH, CD Hydro/CD HDS, están empatadas en términos de posición en el mercado mundial. Sin embargo, su rendimiento en aplicaciones industriales actual es bastante inferior al de la tecnología AXENS de Francia. A nivel nacional, durante el proceso de mejora de la calidad de la gasolina conforme a la norma National III, muchas refinerías han optado por la tecnología de hidrogenación selectiva y desulfuración de la gasolina, desarrollada por el Instituto de Investigación en Petróleo y Química de Fushun (serie OCT). Sinopec adquirió la tecnología de adsorción y desulfuración de la gasolina basada en catalizadores S-Zorb, propiedad de la empresa estadounidense Phillips. Esta tecnología se utiliza como medio principal para cumplir con los estándares de calidad de la gasolina según las normas nacional V. Sinopec ha organizado a las unidades de diseño e investigación de su organización para que estudien y adopten esta tecnología y los adsorbentes necesarios. Actualmente, esta tecnología se está implementando de manera generalizada dentro de la estructura de Sinopec. Además, la tecnología de hidrogenación selectiva para la desulfuración de la gasolina catalítica, desarrollada por la empresa Beijing Annejie Energy Technology, cumple con los estándares nacional V. Hasta el momento, se han instalado más de veinte unidades de esta tecnología en empresas privadas del país; entre ellas, hay plantas industriales con una capacidad de producción de millones de toneladas al año. Sin duda, se trata de una fuerza tecnológica que no puede pasarse por alto. 　　Si se analiza la historia del desarrollo de las tecnologías para mejorar la calidad de la gasolina catalítica, se puede concluir que el camino de resolver la pérdida de octanaje durante el proceso de hidrogenación de la gasolina catalítica mediante técnicas de desulfuración por hidrogenación y recuperación del octanaje no es viable. Octgain de ExxonMobile, ISAL de UOP y algunas tecnologías similares en el mercado nacional prácticamente no tienen una cuota de mercado significativa a nivel mundial. Los expertos técnicos de la empresa francesa AXENS presentaron en la conferencia anual de NPRA en 2003 que la tecnología de desulfuración de la gasolina catalítica debe cumplir con dos requisitos básicos: no debe haber pérdida en el rendimiento de la gasolina ； El rango de destilación no cambia. La tecnología de desulfuración por hidrogenación de la gasolina catalizada con catalizadores de zeolita, destinada a restaurar su número de octano, presenta dificultades para cumplir con los dos requisitos mencionados debido a las limitaciones inherentes a su mecanismo de reacción. Por lo tanto, para resolver el problema de la pérdida de octanaje en la gasolina catalizada, es necesario realizar un análisis integral de las fuentes de cada componente presente en la mezcla de gasolina, así como de las relaciones entre los diferentes componentes del sistema. 　　III. La éterificación del gasolina ligera mediante catalizadores es una técnica que se ajusta a las características de la composición de la gasolina en nuestro país. Se trata de una tecnología madura y eficaz para reducir los olefinos en la gasolina y aumentar su índice de octano. Sin embargo, el potencial de desarrollo de los procesos de craqueo catalítico y de los catalizadores utilizados para reducir los olefinos es limitado. La primera fase de mejora de calidad de la gasolina sin plomo consistió en reducir los niveles de olefinos en la gasolina catalizada. Gracias al uso de catalizadores y procesos de craqueo catalítico, actualmente el contenido de olefinos en la gasolina catalizada en la mayoría de las refinerías nacionales está entre el 30% y el 40%. Esto ha causado una disminución en la calidad de la gasolina, una reducción en su índice de octano y un empeoramiento en las propiedades de la gasolina diésel. Si continuamos dependiendo de los procesos de craqueo catalítico y de los catalizadores para cumplir con los estándares de gasolina nacional IV y V, estos problemas seguirán empeorando. Un análisis comparativo de las tecnologías principales de éterificación del gasolina ligera en el mercado muestra que, al éterificar la gasolina ligera y luego mezclarla con gasolina pesada mediante procesos catalíticos para obtener gasolina catalítica de destilación completa, los niveles de olefinas pueden reducirse en unos 10 puntos, mientras que el octanaje aumenta en 1 unidad. Además, debido a que aproximadamente el 4% del metanol se convierte en componentes de la gasolina, y a que la presión de vapor de la gasolina resultante disminuye, es posible incorporar más componentes de hidrocarburos ligeros de alto octanaje en la mezcla. Todo esto contribuye a aumentar las ganancias de las empresas. 　　Empresas como CDTECH, AXENS y UOP son los principales proveedores a nivel internacional de este tipo de tecnología. La tecnología desarrollada por CDTECH está compuesta por unidades procesales patentadas como la hidrogenación por destilación catalítica, la éterificación por destilación catalítica e la isomerización de los esqueletos de olefinas lineales. Se trata de una tecnología avanzada, con la mayor cuota de mercado; ya hay más de 100 instalaciones industriales que utilizan esta tecnología. La empresa CDTECH transfirió esta tecnología sucesivamente a la refinería de Nanchong de PetroChina, a la refinería de Golmud y a la planta petroquímica de Urumqi. 　　IV. Es fundamental desarrollar la tecnología de alquilación, además de promover de manera equilibrada la tecnología de reformado. Estas medidas son clave para aumentar el número de octanos en la gasolina, y así cumplir con los estándares más estrictos del futuro. En el proceso de mejora de la calidad de la gasolina según los estándares del tipo “Guó V” y otros estándares aún más estrictos en el futuro, la desulfurización profunda de la gasolina catalítica y la reducción de los olefinos han acentuado el problema del bajo número de octanos en la gasolina. Además, el bajo número de octanos en los componentes intermedios de la gasolina catalítica afecta negativamente las prestaciones de arranque y aceleración de los automóviles. Las exigencias futuras en cuanto a la eficiencia y las emisiones de los motores de automóviles hacen que los estándares de los combustibles busquen un alto número de octanos, pero también una menor cantidad de carbono. Por lo tanto, basarse en la craqueo catalítico seguirá siendo la técnica principal para el procesamiento secundario de los combustibles. Desarrollar la tecnología de alquilación es la clave para resolver estos problemas. Los componentes principales del aceite alquilado son isómeros de alquenos de cadena ramificada con alto número de octanos; no contiene olefinas ni aromáticos, tiene un bajo contenido de azufre y una baja presión de vapor. Por lo tanto, es un componente ideal para la mezcla de gasolina limpia. En particular, en lo que respecta a mejorar el número de octano del medio de la gasolina catalizada, lograr una distribución adecuada del número de octano en toda la gasolina, y cumplir con los futuros estándares de bajas emisiones de carbono para los combustibles, los aceites alquilados desempeñan un papel insustituible frente a otros componentes de alto número de octano utilizados en su formulación. Mediante el uso de unidades de craqueo catalítico para producir más gas licuado, se puede obtener más aceites alquilados. Al mismo tiempo, también se genera más propileno, lo que permite mejorar el número de octanos de la gasolina y aumentar los rendimientos de la planta. Esto a su vez incrementa las ganancias económicas de la empresa. El craqueo catalítico, como principal método de procesamiento secundario, desempeña un papel aún más importante. De esta manera, podemos convertir los desafíos en oportunidades, aprovechar nuestras ventajas y superar nuestras debilidades, logrando así una mejora en la calidad de la gasolina que sea acorde con las características de nuestro país y con las tendencias futuras del desarrollo. Los dispositivos de reingeniería catalítica no solo producen componentes para la elaboración de gasolina de alto octanaje, sino que también suministran aromáticos como materia prima a las empresas químicas. Además, constituyen una fuente importante de hidrógeno para las refinerías. Dada la escasez mundial de crudo ligero y de nafta en el país, así como las restricciones relacionadas con el contenido de benceno en la gasolina, es necesario equilibrar diversos factores y desarrollar la tecnología de reingeniería de acuerdo con las posibilidades disponibles. 　　Basándose en el análisis anterior, para mejorar el número de octanos de la gasolina, se podría considerar aumentar, a lo largo de un período de 3 a 5 años y de forma gradual, la proporción de aceites alquilados y aceites obtenidos por reestructuración en la composición de la gasolina, pasando del actual nivel inferior al 20% al 30%. Al mismo tiempo, la proporción de gasolina catalítica podría reducirse a unos 60%. Mediante la adopción de tecnologías de éterificación del gasolina ligera y el ajuste de la composición del tanque de gasolina, se puede ir eliminando gradualmente las limitaciones que impiden a los reactores de craqueo catalítico reducir los olefinos. De este modo, se puede aprovechar al máximo la función fundamental de estos reactores para aumentar la producción de gasolina ligera y de olefinos de bajo carbono. Asimismo, se pueden utilizar de manera eficiente los recursos de carbono cuaternario y metanol de bajo valor, lo que permite aumentar aún más la proporción de gasolina de alta calidad. Con una planificación cuidadosa y estudios exhaustivos, es posible lograr un estado ideal en el que “la calidad mejora mientras la eficiencia empresarial también aumenta”.