Desarrollo de catalizadores y procesos catalíticos para eliminación de acidez en cortes de petróleo y bio-oils

Abstract

Esta tesis se desarrolló como parte de un convenio tecnológico CINDECA-Y-TEC: “Mitigación de Acidez Nafténica en Crudos por Nanocatálisis”, Proyecto 408. Durante el transcurso del mismo se presentó un informe técnico parcial y uno final con resultados confidenciales, obteniendo la aprobación con éxito tecnológico por el Comité Técnico de Consultores de YPF-Tecnología. Los crudos de oportunidad representan una gran ventaja económica en la industria de la refinación, sin embargo, el procesamiento de estos crudos trae aparejados problemas de corrosión debido a su alto contenido de ácidez. Paralelamente, en los últimos años se han desarrollado bio-conbustibles como alternativa a los combustibles fósiles, algunos de ellos como los bio-líquidos provenientes de la biomasa lignocelulósica no se pueden utilizar actualmente debido al grado de acidez que contienen. En este marco, se plantea estudiar los procesos catalíticos de eliminación de acidez tanto en crudos ácidos como en bio-líquidos para brindar una solución tecnológica que se adapte a las refinerías actuales. Este trabajo de tesis está estructurado en ocho capítulos y dos anexos. En el Capítulo I se realiza una introducción a los crudos de oportunidad, característicos por su alto contenido de acidez y baja calidad. Se expone la problemática que conlleva el procesamiento de los mismos en la refinería dado que producen corrosión en la unidad de destilación primaria fundamentalmente. En el Capítulo II se introduce el concepto de los bio-líquidos y la importancia que tienen como alternativa a los combustibles fósiles. Así mismo, la implementación de los bio-líquidos requiere el mejoramiento de sus propiedades tales como la elevada acidez. En el Capítulo III se detalla el procedimiento experimental para la preparación y caracterización de los catalizadores. Además, se enuncian los distintos ácidos modelo a utilizar en las reacciones de eliminación de acidez y se listan las propiedades de los cortes de petróleo y petróleo crudo. Luego, se presentan los esquemas de reacción y el protocolo experimental seguido en cada ensayo catalítico. El Capítulo IV abarca la discusión y los resultados de las caracterizaciones de los catalizadores a fin de analizar el material que se obtuvo en cada caso. De aquí en adelante, los siguientes capítulos se refieren a la presentación y discusión de los resultados de actividad catalítica. En primera instancia, se recurrirá al uso de compuestos ácidos carboxílicos modelos (Capítulo V) y a continuación se investigará la eliminación de estos ácidos en muestras de cortes de petróleo y crudo (Capítulo VI). El Capítulo VII, comprende los resultados para la mitigación de acidez en bio-líquidos tomando como molécula modelo el ácido acético. Finalmente, el Capítulo VIII engloba las conclusiones generales de este estudio de investigación y las perspectivas a futuro. Además, se incluyen dos anexos, en el primero se aborda todos los fundamentos de las técnicas de caracterización y en el segundo los métodos analíticos utilizados en el seguimiento de la reacción.