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XVII FORO IMP/PEMEX: AVANCES DE LA INDUSTRIA DE REFINACIÓNFrederik Soeby (Haldor Topsoe America Latina) JUNIO 2011
Thor Martin Gallardo (Haldor Topsoe America Latina) [email protected], [email protected]
Basada on QP 2009 by SW
Tecnología Avanzada de Hidrógeno Topsøe
Proceso Propuesto para Bicentenario y
Salamanca
Agenda
Hitos y Experiencia Industrial
Proyecto Hidrógeno Salamanca
Descripción del Proceso Topsoe para
producción de Hidrógeno
Puesta en marcha primer reformador al vapor (steam reformer) 1957
Puesta en Marcha primera planta de hidrógeno 1962
Puesta en marcha primer reformador con carga de nafta 1965
Puesta en marcha de primer prereformador 1986
Puesta en marcha de primera planta con HTCR (Reformador Convectivo) 1995
Puesta en marcha primer reformador de alto flux 2001
Puesta en marcha de primer HTER (Reformador de intercambio de calor) 2003
Puesta en marcha de HTCR de segunda generación 2004
Primer HTER para una planta de hidrógeno existente 2007
Primer HTER para una planta de hidrógeno nueva 2007
Hitos Tecnológicos
Tecnologías Topsøe de Hidrógeno
Craqueo de
Metanol
Reformador
Convectivo
ReformadorAutermal
Pre-
reformador
Reformador
Pared Radiante
20,000 – 250,000 Nm3/h
450,000 – 6,000,000 Nm3/d
5,000 – 50,000 Nm3/h >200,000 Nm3/h
300 & 600 Nm3/h
Experiencia Industrial
>250 reformadores tubulares
40 Reformadores intercambiadores (heat exchange reformers)
>70 H2 plantas últimos 10 años
Clientes de renombre Mundial:– ChevronTexaco
– Hyundai Oilbank, Korea
– FPCC, Taiwan
– SK Corp., Korea
– IOCL, India
– KNPC, Kuwait
– Petrobras, Brasil
– Pemex, México
– Repsol-YPF, España
– MOL, Hungría
– API, Italia
– Petrochina, China
– Esso, Francia
– Qatar Petroleum Corp.
Plantas de Hidrógeno TopsøeUn Extracto de Proyectos a la Fecha
Cliente
KNPC, Kuwait
KNPC, Kuwait
Qatar Petroleum, Qatar
Essar Oil, India
Guru Gobind, India
KNPC, Kuwait
RNEST, Brazil
CJSC, Russia
IOCL, India
SK Corp., South Korea
Dalian Petr., PR China
Carga
Natural gas
Natural gas
Natural gas
NG/naphtha
Naphtha
Naphtha/LPG/NG
Naphtha
Natural Gas/ROG
Naphtha
Naphtha/LPG/ROG
Naphtha/LPG/ROG
MMSCFD H2
60
2 x 185
2 x125
3 x 116
110
4 x 145
2x112
121
90
110
2 x 90
Año
2011
2011
2011
2010
2010
2010
2010
2009
2009
2008
2008
Proyecto Reducción de Residuos, Salamanca
Coker, revamp FCC, varios hydrotratamientos
Planta de H2 para suministrar la HDT de Gasoleo (57kbpsd)
Selección tecnologica de los procesos de parte de IMP
Haldor Topsoe adjudicada la Licencia y Paquete Ingeniería
de la Planta de H2 de 2.68 MMm3N/d
Características Principales Planta H2
Capacidad Salamanca : 2.68 MMm3 N/d en 2 trenes paralelos
Capacidad Bicentenario : 150 MMSCFD H2 (2x 4.1 MMm3/D)
Hidrógeno Producto : Min. 99,9%molar @ 22 kg/cm2 g
Razón Vapor Carbono : 2.0
Precalentamiento de aire : 230°C
Prereformador : Si
Temp. Entrada Reformador : 650°C
Temp. salida Reformador : 910°C
Convertidor de CO : Shift de Media Temperatura
Proceso purificacion H2 : PSA con 88% de recuperación H2
Gas Natural – Vapor (PCI) : 2.5 Gcal/1000 m3N H2
Potencial de Cogeneración Caso Salamanca
(Vapor y electricidad)
Objetivo: Con la produccion de vapor de la planta de H2
generar energía eléctrica, vapor de proceso y vapor para
la refinería
200 t/h vapor a turbina (65 Bar, 510ºC)
Extracción de vapor a proceso y refinería (19 Bar, 285 ºC)
Se genera 23 MW y 70 ton/h vapor de 19 Bar
Si se agrega vapor de Caldera #6 => 50 MW
Proyecto rentable
Topsoe tiene experiencia en vapor de hasta100 Bar en
plantas stand-alone de amoníaco
Reformación Avanzada al Vapor
Gas de combustión (fuel gas)
Agua de caldera
Aire de combustión
Gases de combustión
Off gases,
Gas Natural,
Etano
Remoción de
Olefinas y Azufre
Pre-
reformadorReformador
Tubular
Convertidor
MT PSA
H2 (>99.9%)C3/C4
Nafta
Reformación Avanzada al Vapor
Características
Menor razón vapor/carbono S/C ( 2.0 a 2.8)
Mayor temperatura salida reformador ( >900ºC)
Pre-reformador
Reformador tubular de pared radiante
Convertidor de Temperatura Media
Se optimiza la produccion de vapor según requerimientos del cliente
Menor Inversión y Costo Operacional
Catalizadores Topsøe para Prereformado
RKNGR
– Apto para reformación de alimentaciones pesadas
– Alta actividad
AR-401
– Apto para gas natural y LPG
– Alta actividad
– Excelente resistencia mecánica
– Capacidad unica de tolerar condensado de vapor
Catalizador AR-401 RKNGR
Soporte MgAl 2O4 MgO, Al 2O3
Ni, %peso >35 25
Forma 7H
Tamaño AxD mm
Cilindro
11 x 6
Cilindro
11 x 6
Catalizadores Topsøe de Prereformación
Carácteristicas Físicas y Químicas
Prereformador
Catalizador de Reformación Altamente Activo
Reactor Adiabático
Temperaturas bajas
Ventajas del Prereformador
Reduce el tamaño del reformador tubular hasta en un 20%
Protege los catalizadores aguas abajo
Aumenta confiabilidad y mejora operación
Flexibilidad de cargas
Participación de Mercado de Prereformado
Prereformer Market - Naphtha Service
Other
15%
Topsøe RKNGR
85%
Prereformer Market - All Feed Types
Topsøe
RKNGR
55%
Topsøe AR-
301
18%
Other
27%
Reformador Topsøe Pared Radiante- el único tipo de reformador sin llama directa a los tubos
Radiant Wall Bottom FiredTop Fired Terrace Wall
Reformador Topsøe de Pared Radiante
Fila única de tubos
Quemadores laterales
Llama orientada hacia pared
Tubos calefaccionados por el
calor radiante de las paredes
y gases de combustión
Flujo contracorriente entre
gas de proceso y gases de
combustión
Reformadores Topsøe de Pared Radiante
Inlet hairpins
On top of the reformer
Feed distribution system
1050°C flue gas
Reformer - Tube outlet
Fortalezas del Reformador Topsøe de
Pared Radiante
Distribución uniforme de calor
Alto Flux promedio
Transferencia de calor óptima
Menor número de tubos
Alta tolerancia en caso de desactivación del catalizador
No hay riesgo de “flame impingement”
Acceso fácil y seguro a los quemadores
Conclusión: reformación flexible y de alta confiabilidad
Más de 250 referencias (desde 1957)
The SCR DENOX Process
Reactor
Opciones de producción de Hidrógeno
Evaluación de costos operacionales
– Alimentaciones disponibles
– Costo unitario alimentaciones y servicios
– Requerimiento de vapor de exportación
– Disponibilidad de espacio de planta
Aspectos Ambientales
– Quemadores Low NOx – estandar
– Unidad DENOX – opcional
– Captura de CO2 - opcional