Separación de catalizador de equilibrio de craqueo catalítico fluido (ECAT) por tamaños de partícula a través de fluidización con aire.

Abstract

En esta investigación se presenta el diseño y evaluación de un sistema de separación de catalizador de equilibrio de la operación de craqueo catalítico fluido (ECAT) en tres fracciones por tamaño de partícula, empleando aire como medio fluidizante. Los objetivos del trabajo consistieron en el diseño de un instrumento de separación basado en los parámetros de velocidad mínima de fluidización, tamaño de partícula y por la separación de la fase densa y ligera del ECAT, formada al fluidizar el material, la separación en tres grupos por tamaño de partícula y determinar los flujos de aire necesarios. Para realizar los experimentos se empleó un ventilador movilizado por un motor Kohlbach de 373 W (½ hp) de potencia con velocidad de giro de 1745 rpm y un tamizador Tyler tipo Rotap con los tamices de tamaño No. US 60, 80, 100, 140, 200 y 400 (250, 177, 149, 105, 74 y 37 μm de tamaño de partícula). Las pruebas consistieron en evaluar la separación, en tres fracciones, de una masa inicial de ECAT, empleando el separador y variando la longitud del tubo separador, la altura del distribuidor y la velocidad del aire en un período de 10 minutos de separación. Las fracciones colectadas y una muestra del ECAT inicial se tamizaron para determinar la distribución del tamaño de partícula y determinar los grados de separación. Los resultados obtenidos permitieron determinar que empleando un tubo separador de 103.0±0.1 cm de recorrido y 4.8±0.1 cm de diámetro, con un tamiz de 30 μm para soportar del material y un distribuidor con forma de parábola a una altura de 15.0±0.1 cm colocado de forma vertical, con una velocidad de 1.27±0.07 m/s se logró separar en una fracción ligera del catalizador correspondiente a 8.47±4.80% de la masa inicial con un 70.69±4.88% de partículas entre 74-37 μm, un 15.55±12.41% de partículas entre 105-74 μm, una fracción media con el 52.67±29.00% de la masa inicial con un 48.02±2.04% de partículas entre 74-37 μm y un 45.68±%2.79% entre 105-74 μm y una fracción del 25.33±30.6% de la masa inicial con 16.67±9.55% entre 74-37 μm, 33.65±11.72% entre 105-74 μm y 39.72±13.49% entre 149-105 μm. A partir de los resultados se concluyó que se logró la separación de tres fracciones de ECAT con composición predominante de partículas ligeras en la fracción ligera, partículas medias en la fracción media y partículas pesadas en la fracción pesada empleando un flujo de aire de 1.27±0.08 m/s a una temperatura en el rango de 16-20°C y a una presión atmosférica de 85.8 kPa. También se determinó que a mayor altura del distribuidor, menor separación se lograba y la alta concentración de partículas ligeras encontradas en la fracción media es producto de la adhesión de estas partículas a la pared del separador, por cargas electrostáticas, que luego eran arrastradas hacia afuera al extraer la fracción media.