Desarrollo de catalizadores para el hidroprocesamiento de aceites pesados y extra pesados

Abstract

"En años recientes, la industria petrolera nacional se ha visto afectada debido a la declinación natural de sus yacimientos, lo que ha provocado una disminución pronunciada en la producción de petróleo aunado a que los crudos, cada vez más pesados, requerirán de procesos más complejos para su movilización, transporte y refinación. Uno de los métodos más comunes para transportar estos aceites en superficie es el de dilución, que es una operación costosa debido al uso de materia prima de valor petroquímico. El mejoramiento de aceites bajo condiciones de vapor, denominado acuaprocesamiento, tiene el potencial de convertir petróleo crudo pesado en aceite crudo con viscosidad reducida y elevar su gravedad API, además con el uso de un catalizador, se promueve el rompimiento de moléculas del aceite pesado y se previene la regresión de la viscosidad. Diversos autores han estudiado sistemas catalíticos con base en metales. Sin embargo, la eficiencia, el envenenamiento del catalizador y los problemas de regeneración de éstos son comunes. Debido a ello, en este trabajo se estudió la síntesis y desempeño de catalizadores de ceria soportada en materiales con base en carbono, para el mejoramiento de aceites pesados. Se utilizaron diferentes técnicas de caracterización para obtener la información estructural y elemental de los catalizadores obtenidos por el método del poliol iniciado por microondas, en la caracterización se destacaron las propiedades del material de CeO2/grafeno como potencial catalizador. La evaluación de desempeño catalítico del material se llevó a cabo mediante la reacción de desplazamiento de agua (WGS, por sus siglas en inglés), en la que se obtuvo el doble de conversión de CO en comparación con la ceria soportada en alúmina y mayor selectividad hacia la formación de H2, confirmando que existe un efecto sinérgico entre la ceria y el grafeno que mejora la actividad catalítica del material."

"In recent years, Mexican oil industry has been affected by deposits’ natural decline, which has led to a sharp decreasing in oil production added to the increasingly heavy crude oils, which will require more complex processes to its mobilization, transportation and refining. One of the most common methods for transporting these oils on the surface is by dilution, which is a costly operation due to the use of raw materials of petrochemical value. The upgrading of oils under steam conditions, called aquaprocessing, has the potential to convert heavy crude oil into crude oil with reduced viscosity and increase its API gravity. In addition, the use of catalysts promotes the breakdown of heavy oil molecules preventing viscosity regression. Several researchers have studied catalytic systems based on metals. However, efficiency, catalyst poisoning and regeneration problems are common. Due to this, in this work focus on the synthesis and performance of ceria catalysts supported on carbon based materials, for heavy oils upgrading. Different characterization techniques were used to obtain the structural and elemental information of the catalysts obtained by the microwave initiated polyol method, during the characterization the properties of the CeO2/graphene material as potential catalyst were excelled. The catalytic performance evaluation of the material was carried out by running the water gas shift reaction (WGS), in which double the conversion of CO was obtained in comparison with the ceria supported in alumina and greater selectivity towards H2 formation, sustaining that there is a synergistic effect between ceria and graphene that improves the catalytic activity of the material."