Su uso en un proceso previo permitirá incrementar la vida útil del catalizador entre 20 y 30 meses más de los estándares actuales al evitar altas temperaturas y presiones durante la operación en el reactor.
El doctor en ingeniería química Rodolfo Mora Vallejo, titular del proyecto, comenta que la investigación inició por la necesidad de Pemex Refinación de convertir su producción de diésel, de 500 partes por millón (ppm) de azufre a DUBA de tan sólo 15 ppm, el cual beneficia al medio ambiente.
“Existen diferentes métodos; sin embargo, la mayoría son lentos y con catalizadores que se desactivan con el tiempo, por ello la necesidad de quitar el nitrógeno de la carga antes de ingresar a las unidades”.
El especialista explica que con este material se busca eliminar los compuestos de nitrógeno orgánico que se encuentra en el petróleo crudo, debido a que estos son fuertes inhibidores del proceso de hidrodesulfuración, por tal razón al disminuir su contenido se facilita la producción y por tanto se hace más rentable.
En el proyecto, con una duración de tres años y financiado por el Fondo Sener-Conacyt-Hidrocarburos, participaron investigadores del IMP, las universidades Autónoma Metropolitana, la Nacional Autónoma de México y el Instituto Politécnico Nacional.
Durante la primera etapa, cada institución aportó diferentes materiales (130 en total) para evaluar su capacidad de adsorción y selectividad de compuestos de nitrógeno.
Al final, el más viable fue el sintetizado por el IMP (IMP-NitSorb) que cumplió con las especificaciones de la convocatoria FSCHC 2010-1 de remover 80 por ciento de nitrógeno mediante un proceso más simple y eficiente. El descubrir diversas rutas para prepararlo originó solicitudes de patente que están en trámite.
Con el objeto de realizar un estudio de costo y beneficio para Pemex, se midió el impacto que tiene el disminuir el nitrógeno antes de la hidrodesulfuracion.
“Se aplicó el proceso de adsorción a una carga con un contenido original de 458 ppm de nitrógeno para obtener un producto con 87 ppm. Ambas cargas, tratada y sin tratar, fueron sometidas al proceso de hidrodesulfuración en equipos especializados del IMP. Los resultados señalan que bajo las mismas condiciones, la carga tratada permite reducir la temperatura del reactor entre 25 y 30 grados centígrados, lo que aumenta la vida útil del catalizador 30 meses más al estándar.
Durante el proceso de adsorción se obtiene un residuo de 26,000 ppm de nitrógeno, el cual representa alrededor del uno por ciento de la carga tratada y para el cual se buscan alternativas de uso como el incorporarlo al asfalto utilizado en la pavimentación de carreteras, debido a su baja volatilidad”, explicó el líder del proyecto.
Posteriormente, en estudios a escala piloto, se descubrió que el material adsorbente del IMP puede tratar entre 200 y 250 barriles de carga por tonelada de adsorbente en cada ciclo, lo que significa que si su vida útil es de mil ciclos (tres años), cada tonelada permite tratar entre 200,000 y 250,000 barriles.
Actualmente se trabaja en un modelo de escalamiento a nivel industrial que se espera tener en funcionamiento en año y medio.