Estratégias de gestión ambiental para el manejo y disposición final del catalizador gastado de la Unidad de Craqueo Catalítico Fluidizado (FCC) generado en una refinería estatal de Ecuador

Abstract

La Refinería Estatal Esmeraldas “REE” cuenta con una unidad de Craqueo Catalítico Fluidizado (FCC), cuyo objetivo es la producción de combustible de alto octano a partir del Gasóleo y crudo reducido de la unidad de Destilación al Vacío (VGO). Durante la operación, el catalizador es desactivado debido al envenenamiento con metales pesados y al ensuciamiento con coque presente en las reacciones del proceso. Consecuentemente, el catalizador disminuye su área superficial, aumenta la densidad aparente, y se convierte en lo que se conoce como catalizador gastado, que no puede ser regenerado y es desechado como residuo. Se caracterizó al catalizador gastado de la FCC mediante los parámetros físico químicos: ABD, DSP, metales en peso seco y características CRTIB. La característica de toxicidad ambiental se definió mediante ensayo de lixiviación (EPA 1311). Se aplicó la metodología IBR según API 581 y la evaluación de impactos ambientales según Leopold. Se determinó que el catalizador gastado de craqueo catalítico evaluado, no excede en ninguno de los límites máximos permisibles de las características CRTIB, para considerarse como un residuo peligroso. Según la prueba estadística no paramétrica de Krustal Wallis (p <0,0001), se plantea la reposición (make up) del catalizador como medida de prevención en la fuente, para mantener un bajo contenido de metales durante la alimentación y la re- utilización del catalizador gastado como materia prima en cementeras para su aprovechamiento y/o valorización.

Experiencias de gestión ambiental para el manejo y disposición final de catalizadores gastados en refinerías de petróleo en América Latina

“…La velocidad de corrosión: en relación a los hallazgos obtenidos, se usaron los cupones de corrosión de latón -estaño y acero. La velocidad de corrosión para el cupón 1 fue de 3,70 milímetros por año (mmy) y para el cupón 2 de 3,720 milímetros por año (mmy De acuerdo a la caracterización del catalizador gastado de la FCC y según la jerarquización en la gestión integral de los desechos peligrosos y/o especiales, se plantearon estrategias, de las cuales se mencionan las de menor impacto ambiental, la reposición (make up) del catalizador permitiendo mantener el perfil térmico y un bajo contenido de metales durante la alimentación, y la estrategia de reutilización como materia prima en cementeras una vez que el catalizador sea desechado (Suarez et al, 2017). Todo bajo la normativa, que según USEPA (1996), el material particulado emitido no representa algún riesgo asociado a la inhalación e ingestión ante exposición del catalizador gastado.…”

“…A tal efecto, se infiere que existen experiencias previas que fortalecen el manejo de estos desechos desde diversos aspectos entre estos para Suarez et al (2017) llegan a la conclusión que los catalizadores gastados de la FCC fueron catalogados por el Ministerio del Ambiente como desecho peligroso por su característica de toxicidad ambiental. Sin embargo, se evidenció que la concentración de los metales en lixiviado (As, Ba, Cd, Hg, Ni, Ag, Pb, Se, Cr, V) del catalizador gastado estuvo por debajo de los límites permisibles de la norma (EPA, 1992) y de la (NOM-052-SEMARNAT, 2005), acogida por el Ministerio de Ambiente de Ecuador.…”

“…En los diversos casos no se superaron los rangos máximos aceptados para Definición de toxicidad ambiental; los niveles de concentración de los metales en lixiviado (As, Ba, Cd, Hg, Ni, Ag, Pb, Se, Cr, V) registraron valores por el límite inferior de los rangos permisibles de la norma EPA En cuanto a los hidrocarburos totales,Suarez et al (2017) en la detección a través del método analítico permitió estimar la presencia de TPH's evidenciándose ser un material que no contamina con hidrocarburos totales de petróleo. De igual manera, Perera y Medina (2008) señalan que el potencial de utilización en la segmentación de pozos en Venezuela, no generan impacto al medio ambiente, destacando la reutilización de los componentes del catalizador gastado con su dimensión, morfología, y propiedades químicas con el hidróxido de calcio.Con respecto a la Reactividad expuesta,Suarez et al (2017) muestran que el catalizador gastado no reacciona violentamente formando gases, vapores o humos, por lo que no es capaz de provocar una detonación violenta, bajo condiciones normales (25º C y 1 atm). Por lo expuesto, se argumenta que el catalizador gastado de FCC evaluado, no excede ninguno de los límites máximos en los componentes químicos, para considerarse un residuo como tóxico y peligroso de impacto ambiental.…”

“…Ahora bien, en cuanto a la corrosión igualmente los catalizadores degastados se encuentran dentro de los parámetros evaluados como componentes no tóxicos, establecidos según la norma API 581 (Tabla 3), indicando que todos los equipos analizados son considerados para los módulos técnicos de adelgazamiento (Thinning) y agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC), cuyos parámetros en el caso de la tolva F-V2 son bajos(Suarez et al, 2017).…”

“…Sin embargo, la manipulación del catalizador gastado, deberá realizarse con el propósito de reducir la dispersión del material particulado, es decir, al mantenerlo húmedo. Así mismo,Suarez et al (2017) exponen que a pesar de que el Ministerio de Ambiente de la nación catalogó los catalizadores gastados como material tóxico ambiental, la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos, caracterizó que la densidad volumétrica en relación con la granulometría en un 76,23% se retiene en el cedazo y un 17,86% en el tamiz, sin exponer ecos tóxicos (US EPA, 1996).…”