Valorization of scrap tires pyrolysis oil (STPO) through a 2-stage hydrotreating-hydrocracking strategy. Process variables and kinetic modeling

Resumen

Con objeto de contribuir a la gesti¿n sostenible de los neum¿ticos usados y a la producci¿n de combustibles de alta calidad, se ha desarrollado una estrategia de hidroprocesado en dos etapas de un l¿quido de pirolisis de neum¿ticos usados (scrap tires pyrolysis oil, STPO). En la primera etapa de hidrotratamiento se ha procesado el STPO, mientras que en la segunda etapa de hidrocraqueo se han tratado los productos de la primera etapa, con objeto de valorizar el STPO en cuanto a su contenido en (i) azufre (mediante hidrodesulfuraci¿n, HDS), (ii) gasoil (mediante hidrocraqueo, HC), y (iii) arom¿ticos (mediante hidrodesaromatizaci¿n, HDA).Las etapas de hidroprocesado se han llevado a cabo en un reactor de lecho fijo bajo distintas condiciones de: temperatura, 300-500 ¿C; presi¿n, 25-65 bar; y tiempo espacial 0-0.5 gcat h gSTPO-1. En la primera etapa de hidrotratamiento se han empleado distintos catalizadores NiMo sobre soportes micro- y mesopororos, correlacionando las distintas propiedades catal¿ticas con las variables de proceso, mientras que en la segunda etapa se ha utilizado un ¿nico catalizador de PtPd soportado sobre silico-al¿mina para profundizar en el efecto de las variables de proceso y la desactivaci¿n catal¿tica. Como ¿ndices de reacci¿n se han definido conversiones de HDS, HC y HDA, basadas en el contenido de azufre, gasoil y arom¿ticos, respectivamente. Mediante distintos esquemas cin¿ticos se han calculado los correspondientes par¿metros cin¿ticos considerando la desactivaci¿n, para llevar a cabo una simulaci¿n en un amplio intervalo de condiciones de operaci¿n, determinando as¿ las condiciones ¿ptimas.Los resultados obtenidos han permitido obtener una amplia perspectiva de las dos etapas de hidroprocesado para la valorizaci¿n del STPO, as¿ como del efecto de las distintas propiedades catal¿ticas de varios soportes, la naturaleza de la desactivaci¿n por deposici¿n de coque y los mecanismos cin¿ticos que rigen cada proceso. Cabe rese¿ar que, a trav¿s de este proceso, se ha conseguido eliminar pr¿cticamente por completo la fracci¿n gasoil del STPO, as¿ como reducir su contenido de azufre a niveles por debajo de 15 ppm (cumpliendo as¿ con los requerimientos legales medioambientales) y eliminar m¿s del 50 % de su contenido en arom¿ticos. La eliminaci¿n casi total del azufre ha conseguido evitar la desactivaci¿n por envenenamiento. As¿, el catalizador se desactiva por deposici¿n de coque, fen¿meno que se ha estudiado tanto cuantitativa como cualitativamente empleando diferentes t¿cnicas de caracterizaci¿n.