ALQUILACIÓN DE ALQUILACIÓN DE CRUDOCRUDO

Realizado por: Gabriel Mujica y Marco Belandria

19 de marzo de 2009

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ContenidoContenido

Definición

Descripción del Proceso

Mecanismo de Reacción

Tipos de Alquilación

Contaminantes del Proceso

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DefiniciónDefinición

Olefina ligera C3 C4

C5Parafina

+ Parafina ramificada

En refinación:

Hidrocarburo Saturado (alcano)

Hidrocarburo Insaturado (alqueno)

+

En general:

Parafina ramificada

H+

H+

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Descripción del Proceso de Descripción del Proceso de AlquilaciónAlquilación

Tabla 1: Composición de la alimentación para Proceso de AlquilaciónComponente % molar Media % molar

Propano 5,0-20,0 16,0

Isobutano 1,0-45,0 22,7

n-Butano 2,0-10,0 4,4

Butadieno 0-0,5 0,2

Propileno 20,0-50,0 29,3

Butileno 10,0-40,0 27,2

Pentano + 0,5-2,0 0,2

Etano - 0-0,5 0

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Alimentación

Descripción del Proceso de Descripción del Proceso de AlquilaciónAlquilación

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ProductosTabla 2: Algunos Productos del Proceso de AlquilaciónCompuesto RON MON

2,3-dimetilbutano 104,3 94,2

2-metilpentano 73,4 73,5

2-metilpentano 74,5 73,3

2,2-dimetilpentano 92,8 95,6

2,3-dimetilpentano 91,1 88,52,2,4-

trimetilpentano100,0 100,0

2,3,4-trimetilpentano

102,5 95,5

2,3-dimetilhexano 71,3 78,9

3,4-dimetilhexano 76,3 81,52,3,3-

trimetilpentano106,0 99,4

Descripción del Proceso de Descripción del Proceso de AlquilaciónAlquilación

Relación isobutanos/olefinas (5:1 – 15:1)

Concentración del ácido (88-90)%

Relación ácido/hidrocarburo (1:1 – 5:1)

Temperatura y Presión del Reactor (<38oC y 200 PSGI)

Tiempo de reacción (8 – 30) min

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Variables a Controlar

Descripción del Proceso de Descripción del Proceso de AlquilaciónAlquilación

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En General

MecanismoMecanismo

+

Carbocatión

Estable

Iniciación: Adición Electrofílica 1

Propagación: Adición Electrofílica 2

(A)

8

MecanismoMecanismo

Rearreglo a Carbocatión Estable Carbocati

ón Estable

Se repite la reacción

con alguna olefina, por ejemplo (A)

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Tipos de AlquilaciónTipos de Alquilación

Alquilación con HF

Alquilación con H2SO4

Alquilación con Catalizadores Sólidos

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Alquilación con HFAlquilación con HF

Unidad de Alquilación Phillips con HF

James H. Gary; Glenn E. Handwerk “Petroleum Refining: Technology and Economy”. Fourth Edition. Pp 222-224

Alquilación con Alquilación con HH22SOSO44

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Unidad de Alquilación de autorefrigeración con H2SO4 (Licensed by Exxon Research and Engineering)

James H. Gary; Glenn E. Handwerk “Petroleum Refining: Technology and Economy”. Fourth Edition. Pp 226- 227

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Comparación de los procesos con HF y H2SO4

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Alquilación con HFAlquilación con HF•Se dispone de diseños del reactor más pequeño y más simple.

•Puede usarse agua fría como refrigerante.

•Se requieren sedimentadores más pequeños para las emulsiones.

•Se produce la regeneración prácticamente completa del HF catalizador. Por ello el consumo de HF y su costo son muy bajos. No se requiere buscar aplicación del ácido agotado.

•Hay mayor flexibilidad de operación por lo que respecta a la temperatura, razón externa de isobutano a olefina, etc.

•Hay menor necesidad de turbulencia o agitación al mezclar las corrientes de ácido e hidrocarburo.

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Alquilación con HAlquilación con H22SOSO44

En los procesos con HF se requiere un equipo adicional para recupera o neutralizar el HF. Con H2SO4 se neutraliza la corriente de salida de hidrocarburo globalmente.

En los procesos con HF se requiere equipo de secado de las corrientes de alimentación de pocos ppm. En los procesos con ácido sulfúrico el secado es beneficioso pero generalmente no se necesita.

El isobutano no se emplea por completo, pues se da una autoalquilación en gran extensión cuando se usa HF como catalizador, situación que disminuye cuando se usa ácido sulfúrico.

Los costos de mantenimiento y el importe del equipo de seguridad son mayores en los procesos con HF.

Alquilación con Catalizadores Alquilación con Catalizadores SólidosSólidos

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Reactor sistema

(1)

Producto de

destilación (3)

Hidrógeno

Isobutano

n- butano

Producto alquilado

Isobutano

Regenerador del

catalizador (2)

Olefina

Hidrógeno

Contaminantes del Proceso de Contaminantes del Proceso de AlquilaciónAlquilación

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Agua (0,5-1) %p: dilución el ácido, forma azeótropo con HF.

Azufre (<20 ppm): formación polímeros, dilución el ácido.

Nitrógeno (<10 ppm): formación floururos de amonio, taponamientos en las tuberías y reactores, aumento del flujo de fondo del regenerador.

Diolefinas (0,5 %mol): formación de polímeros, disminuye la calidad del alquilato, aumenta el consumo de HF.

Etano/Etileno (0,5 %mol): deterioro de válvulas y pérdida de HF por venteo.

GRACIAS!!!GRACIAS!!!