Optimización molecular en el proceso de fluid catalytic cracking: análisis de coordenadas cartesianas para mejora de eficiencia y calidad en la refinación de crudo

Abstract

Introduction: In crude oil refining, the Fluid Catalytic Cracking (FCC) process converts crude oil into high-quality petrochemical products. Understanding molecular interactions in FCC is crucial for optimization, efficiency, and quality purposes. This quantitative and descriptive study analyzes Cartesian coordinates of key compounds, employing computational chemistry for this purpose. Methodology: Quantitative and descriptive. Through a literature review, typical chemical compounds feeding into the FCC process were identified, including paraffins, olefins, aromatics, and naphthenes among others. These compounds were processed using computational chemistry to obtain their 3D coordinates, optimizing their molecular geometry to represent the real structure, ensuring reliable data accuracy in subsequent simulations and analysis. Analysis and Discussion of Results: Cartesian coordinates aid in understanding and identifying optimal operating conditions, enhancing the comprehension of molecular interactions in real time and facilitating the prediction of separation behaviors. These coordinates are envisaged to optimize crude oil refining processes in FCC, through modeling and visualization of atomic-level movements and collisions. Conclusions: Optimizing molecular geometry using the appropriate force field is crucial for obtaining precise Cartesian coordinates. These coordinates enable the simulation of molecular interactions at the atomic level, design of more efficient catalysts, and optimization of refining processes. Additionally, real-time monitoring with accurate molecular data could ensure consistent product quality in FCC.Introducción: En el refinado de petróleo crudo, el proceso de craqueo catalítico fluido (FCC) convierte el petróleo crudo en productos petroquímicos de alta calidad. Comprender las interacciones moleculares en FCC es crucial para fines de optimización, eficiencia y calidad. Este estudio cuantitativo y descriptivo analiza las coordenadas cartesianas de compuestos clave, empleando química computacional para este propósito. Metodología: Cuantitativa y descriptiva. A través de una revisión de la literatura, se identificaron compuestos químicos típicos que alimentan el proceso de FCC, incluidas parafinas, olefinas, aromáticos y naftenos, entre otros. Estos compuestos se procesaron mediante química computacional para obtener sus coordenadas 3D, optimizando su geometría molecular para representar la estructura real, garantizando una precisión confiable de los datos en simulaciones y análisis posteriores. Análisis y discusión de resultados: Las coordenadas cartesianas ayudan a comprender e identificar las condiciones operativas óptimas, mejorando la comprensión de las interacciones moleculares en tiempo real y facilitando la predicción de comportamientos de separación. Estas coordenadas están previstas para optimizar los procesos de refino de crudo en FCC, mediante la modelización y visualización de movimientos y colisiones a nivel atómico. Conclusiones: La optimización de la geometría molecular utilizando el campo de fuerza apropiado es crucial para obtener coordenadas cartesianas precisas. Estas coordenadas permiten la simulación de interacciones moleculares a nivel atómico, el diseño de catalizadores más eficientes y la optimización de procesos de refinado. Además, el monitoreo en tiempo real con datos moleculares precisos podría garantizar una calidad constante del producto en FCC