refi 1

1. PIROLISIS
INTRODUCCION
La pirolisis es la fragmentación (lisis) o craqueo de hidrocarburos mediante calor (piro,
fuego), en ausencia de oxígeno, y reordenamiento de las moléculas más livianas producidas
por dicho craqueo, generándose distintos compuestos, en función del tipo de carga de las
condiciones de temperatura y presión de trabajo y de la velocidad másica del sistema, o
tiempo de residenciadentro del reactor. Ladescomposición de los hidrocarburos por lasola
acción del calor y presión, se denomina pirólisis. La pirolisis térmica es un proceso
endotérmico de alta energía que requiere temperaturas de 750 hasta 1000 °C o más para
alcanzar rendimientos de productos aceptables. A estas temperaturas se transforman en
gases, líquidos y cenizas sólidas denominado “coque” de pirólisis.
Las proporciones relativas de los elementos producidos dependen de
la clase de materia prima, de la temperatura y del tiempo que ésta se aplique. Una corta
exposición aaltas temperaturas recibe el nombre de pirólisis rápida, y maximiza el producto
líquido. Si se aplican temperaturas más bajas durante períodos de tiempo más largos,
predominarán las cenizas sólidas.
La pirólisis se ha utilizado durante siglos en la producción de carbón, FAO (1994), y también
de forma extensiva en las industrias química y petrolífera.
La pirólisis de alcanos, consiste simplemente en hacerlos pasar por una cámara calentada a
temperatura elevada:los alcanos pesados seconvierten en alquenos, alcanos livianos y algo
de hidrógeno. Produciéndose predominante etileno (C2H4), junto con otras moléculas
pequeñas.
OBJETIVOS
Trasformar fracciones más pesadas en productos más livianos y valiosos.
MARCO TEORICO
La pirólisis es el proceso más “viejo” y el más duro entre los procesos térmicos de
transformación del petróleo.
Por transformación de las fracciones de hidrocarburos de pirolisis se obtiene productos
líquidos y gas de pirolisis y una amplia gama de productos valiosos (etileno, propileno,
butileno-butadieno, aromáticos)
En las instalaciones de pirolisis se producen gases ricos en hidrocarburos no saturados
(etileno y propileno etc.

2. La pirolisis se lleva acabo a altas y bajas temperaturas, para la pirolisis de baja temperatura
de 750 °C de la gasolina el rendimiento de resina constituye de 30 a 35 %, y la pirolisis de
alta temperatura de 850 °C o más disminuye hasta un 20 a 25 %.
DESINTEGRACION TERMICA RESIDUAL. - Produce la polimerización y reacciones de coque y
alquitrán indeseable, esta desintegración causa la perdida de etileno y productos
importantes para esto se deberá tener una cámara de apagado carca de la salida del horno
inmediatamente para minimizar la desintegración térmica residual.
Oxígeno. – los niveles de oxígeno son más bajos en los sistemas de pirolisis. En presencia
de niveles crecientes de oxigeno predominan las reacciones de combustión y el proceso
resulta exotérmico. A medida que los niéveles de oxigeno disminuyen predominan las
reacciones de pirolisis, el proceso es endotérmico.
El oxígeno causa corrosión excesiva y para evitarlo se inyecta, reactivos químicos para
eliminación de oxígeno.
MATERIA PRIMA
Para las instalaciones de pirolisis es más preferible que la alimentación ala planta contenga
alcanos
En lapirolisis de alcanos normalmente setransforman en etileno, propileno e hidrocarburos
no saturados C4 y superiores.
En la pirolisis de iso alcanos se forma una cantidad mayor de alcanos gaseosos
especialmente metano.
Los árenos forman una gran cantidad de coque y resina.
En la pirolisis de ciclo alcanos se forman hidrocarburos gaseosos (etano, propano, butano)
y fracciones liquidas.
La gasolina de destilación directa presenta ventajas porque contiene fundamentalmente
alcanos normales mientras que los productos refinados contienen mayormente iso alcanos.
Las fracciones de gasolina da la posibilidad de obtener, alquenos inferiores, hidrocarburos
aromáticos valiosos y materia prima para la producción del carbono técnico.
PARAMETROS TERMODINAMICOS
Los parámetros termodinámicos de la pirolisis son la temperatura, la presión y el tiempo de
contacto.
Variables de operación

3. -La pirolisis debe realizarse a una presión maximente baja, añadiendo vapor de agua sobre
calentado para disminuir la presión parcial de la materia prima. La presión a la salida del
horno constituye de 0.2 a 0,25 MPa.
La dilución de la materia prima con vapor de agua disminuye la probabilidad de colisión
mutua de las moléculas de alquenos y se reducen las reacciones de polimerización y de
consolidación.
En la pirolisis de gasolina se añade de 25 a 60 % de vapor de agua, calculando respecto de
la materia prima.
-La relación agua/hidrocarburo
-la temperatura a la salida del horno o reactor entre 826-900 grados centígrados
-En las instalaciones clásicas el tiempo de contacto o tiempo de reacción suele oscilar entre
0.1 y 0.8 s. la variable utilizada para controlar el tiempo de residencia es la velocidad de
alimentación del hidrocarburo. Cuando menor es la velocidad mayor será la fracción de
hidrocarburo convertida.
PRODUCTOS. Se forman gas de pirolisis y productos líquidos (gasolina, gas oíl) y coque
El gas de pirolisis contiene hidrogeno, hidrocarburos de C1 hasta C4, vapor de agua, CO, CO2
y H2S.
Productos líquidos de pirolisis. - Hidrocarburos desde C5 y más altos
Los productos líquidos contienen de 10 a15 % de alcadienos, de 10 a 15 % de alquenos, de
20 a 30 % de benceno y de 10 a 15 % de aromáticos, ciclo alquenos y más.
La resina se separa en dos fracciones: la ligera y la pesada. La fracción ligera por medio de
hidrogenación, se eliminan los hidrocarburos no saturados; el producto gasolina
hidroestabilizada tiene el índice de octano de 78 a 80 y se utiliza como gasolina de alto
octanaje para automóviles
PROCESO DE PIROLISIS
‐ pirólisis a bajas temperaturas
‐ pirólisis a altas temperaturas
La pirolisis a baja temperatura, son hasta los 750ºC, el rendimiento en productos valiosos
es bajo y se produce el aumento de coque. La pirolisis a alta temperatura se efectúa a
temperaturas superiores hasta de 900 ºC o más dependiendo de la materia prima a utilizar,
con lo cual se logra la producción de gas de pirolisis e hidrocarburos líquidos. Esta última
pirolisis denominada pirolisis súbita, que opera en tiempos cortos y a altas temperaturas
(850ºC‐1.000ºC), permite obtener una pequeña parte de material sólido (coque) (10%)

4. Actualmente, el proceso de pirólisis a altas temperaturas es de gran importancia, es un
proceso con una altavelocidad de transferencia de calor a laalimentación y un corto tiempo
de residencia del vapor caliente en la zona de reacción. Este proceso ha alcanzado un
importante éxito comercial para la producción de combustibles líquidos.
En la pirólisis lenta se produce gas pobre.
Fig. 1
REACCIONES. – de craqueo, de des hidrogenación, de desalquilación.
1.- Las parafinas son craqueadas a olefinas y parafinas de menor número de átomos de
carbono.
2.- Las olefinas son craqueadas para producir olefinas de menor número de átomos de
carbono.
3.- El craqueo de los naftenos ciclo parafinas para dar olefinas
4.- Reacciones de des hidrogenación de parafinas a olefinas de olefinas a di olefinas,de ciclo
parafinas.
5.- Reacciones de condensación.
Las reacciones de pirólisis de hidrocarburos (en ausencia de catalizadores) son un conjunto
de reacciones en cadena en las que los radicales libres juegan un papel preponderante, es

5. decir, grupos de átomos que disponen de electrones desapareados. Pueden concretarse de
la siguiente forma: reacciones de iniciación de la cadena, reacciones de propagación de la
cadena y reacciones de terminación de la cadena.
Reacciones de iniciación de la cadena. - Los radicales libres se forman por la ruptura del
enlace carbono-carbono o carbono-hidrógeno
Reacciones de propagación de la cadena. - Los radicales libres son muy reactivos, tomando
parte en múltiples reacciones que dan lugar a productos distintos:
Reacciones de terminación de la cadena. - Aunque la concentración de radicales libres es
muy pequeña, se produce la colisión entre ellos de forma que quedan neutralizados,
finalizando así la reacción en cadena.
HORNOS DE PIROISIS
Los Hornos de Pirolisis son realmente reactores que convierten la carga (alcanos o
parafinas) en un producto de composición completamente diferente, que tienen como
función llevar a cabo la reacción de desintegración térmica, para obtener Etileno y demás
productos.
Las principales variables de operación en la desintegración térmica son: el tiempo de
residencia y la temperatura de la salida del horno.
Tiempos de residencia largos, aumenta la producción de coque y alquitranes.
Por lo que es deseable mantener tiempos de residencia cortos para rendimientos
adecuados.
Temperaturas altas: aumenta la conversión de la carga o desaparición de la misma
ACCESORIOS DE LOS HORNOS DE PIRÓLISIS
Quemadores. - Son dispositivos en los cuales se mezclan combustible y oxígeno para llevar
a cabo la reacción de combustión, suelen estar colocados en la sección de radiación.
Chimeneas. - Esta sección colecta y disipa los gases de combustión además suministra el
tiro suficiente para extraer los gases de combustión.
Refractario. - Es parte de la estructura interna del calentador, conforma la pared o bóveda
del equipo.
Mampara. - Es un dispositivo que se encuentra comúnmente en la base de la chimenea,
permite la salida de los gases de combustión.
Mirillas de inspección. - Son compuertas pequeñas que se encuentran a lo largo del
calentador, principalmente en la sección de radiación.

6. Internos de un calentador. -Son tubería y soportes para tubería. La tubería es el medio de
transferencia de calor entre los gases de combustión y el fluido a calentar.
SECCIONES CON LAS QUE CONSTA UN HORNO
SECCIÓN DE CONVECCIÓN
En esta sección el calor restante de los gases de combustión es recuperado a un nivel de
temperatura más bajo. Aquí los tubos están arreglados para generar turbulencias en los
gases de combustión y obtener una buena transferencia por convección.
SECCIÓN DE RADIACIÓN
Esta sección contiene tubos que remueven gran porción del calor contenido en los gases de
combustión antes de pasar a la zona de convección. Por los niveles de temperatura que
existen en esta cámara, mucho del calor es transferido por radiación.
SECCIÓN DE GENERACIÓN DE VAPOR
DECOQUIZADO
El decoquizado se lleva a cabo simultáneamente en los cuatro serpentines de un horno. El
procedimiento normal de decoquizado se lleva a cabo, primero por el uso de vapor de agua
el cual tendrá una temperatura de salida de 1800°F (982.22°C) (teniendo cuidado de no
exceder una temperatura de 1830°F(1000°C) en la pared de los tubos). Después se
procederá el decoquizado de una mezcla de aire y vapor de agua tanto como sea necesario.
VAPOR DE DILUCIÓN

7. El vapor de dilución se inyecta con la carga de hidrocarburos al calentador para controlar la
presión parcial de los hidrocarburos reactivos. Entre más baja sea la presión parcial de los
hidrocarburos, más altos será el rendimiento de los componentes del producto deseable, y
más lenta será la acumulación de coque en el calentador