Proceso de Alquilación
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Proceso de Alquilación Proceso de Alquilación Presentation Transcript

  • Química del Petróleo. Dr. Rogelio Sotelo Boyas. Grupo :5PM1Alumno: Zamora Pérez Etelberto
  • OBJETIVO. Hacer reaccionar olefinas de bajo peso molecular con una isoparafina para dar isoparafinas de mayor peso molecular y obtener gasolinas con un elevado numero de octanaje.
  • PROCESO DE ALQUILACIÓN
  • 2,2,4-trimetilpentanoIsobutileno + isobutano (isooctano)propileno + isobutano 2,2-dimetilpentano (isoheptano) CATALIZADORES: • Acido sulfúrico(H2SO4) • Acido fluorhidrico (HF)
  • REACTOR PHILIPS PARA ALQUILACIÓN CON HF Reactor Phillips de HF
  • ALQUILACIÓN DEL ÁCIDO FLUORHÍDRICO En el proceso Phillips, la carga de olefina e isobutano se seca y pasa a una unidad combinada de reacción y decantación. (1)
  • REACTOR PHILIPS PARA ALQUILACIÓN CON HF Reactor Phillips de HF 1
  • ALQUILACIÓN DEL ÁCIDO FLUORHÍDRICO El hidrocarburo procedente de la zona de decantación (Sedimentador) se carga en el fraccionador principal. El producto de evaporación de la sección superior del fraccionador principal pasa a un despropanizador. (2)
  • REACTOR PHILIPS PARA ALQUILACIÓN CON HF 2 Reactor Phillips de HF
  • ALQUILACIÓN DEL ÁCIDO FLUORHÍDRICO El propano, que contiene trazas de ácido fluorhídrico (HF), pasa a una torre rectificadora de HF, y después se desfluora catalíticamente,se trata y se almacena. (3) El isobutano se extrae del fraccionador principal y se recicla en el reactor/decantador, y el alquilato se envía a un divisor. (4)
  • REACTOR PHILIPS PARA ALQUILACIÓN CON HF 4 Reactor Phillips de HF 3
  • REACTOR PARA ALQUILACIÓN DE TIPO CONVENCIONAL(PARA H2SO4)
  • REACTOR PARA ALQUILACIÓN EN DISPOSICIÓN DE CASCADA (PARA H2SO4)
  • ALQUILACIÓN CON ÁCIDO SULFÚRICO En las unidades de alquilación de ácido sulfúrico en cascada, , penetran en el reactor cargas de propileno, butileno e isobutano fresco, entre otras, y allí entran en contacto con el catalizador de ácido sulfúrico. (1) El reactor está dividido en zonas; las olefinas se introducen en cada zona mediante distribuidores, y el ácido sulfúrico y los isobutanos circulan sobre deflectores de una zona a otra.(2)
  • REACTOR PARA ALQUILACIÓN EN DISPOSICIÓN DE CASCADA (PARA H2SO4) SALIDA DE ISOBUTANO 1 2
  • ALQUILACIÓN CON ÁCIDO SULFÚRICO El calor dela reacción se elimina por evaporación del isobutano. El isobutano gaseoso se extrae de la parte superior del reactor, se enfría y se recicla, enviándose una parte del mismo a la torre despropanizadora.(4)
  • REACTOR PARA ALQUILACIÓN EN DISPOSICIÓN DE CASCADA (PARA H2SO4) REACTOR 4 nC4 ALQUILADO
  • ALQUILACIÓN CON ÁCIDO SULFÚRICO El residuo del reactor se decanta y el ácido sulfúrico se extrae del fondo del recipiente y se recicla. Se utilizan lavadores cáusticos o de agua para eliminar pequeñas cantidades de ácido de la corriente de proceso, que a continuación pasa a una torre deisobutanizadora.(5) El isobutano obtenido en la sección superior del debutanizador se recicla, y los restantes hidrocarburos se separan en una torre de redestilación y/o se envían a la operación de mezcla.(6)
  • REACTOR PARA ALQUILACIÓN EN DISPOSICIÓN DE CASCADA (PARA H2SO4) 6 5
  • PRESIÓN Debido a la presencia del catalizador y desde que las reacciones de alquilacion ya no dependen de una gran presion, el valor de esta ya no tiene efecto en el equilibrio de la reaccion, el nivel de presion debe ser solo el necesario para mantener los componentes en estado liquido. Generalmente para el caso del reactor de cascada somete a 5-15 psi de presión.
  • TEMPERATURA  H2SO4 (ÁCIDO SULFURICO)40 a 50 °F con un máximo de 70 °F y un mínimo de 30°F (Es recomendable un rango de 35 a 45 °F) HF (ÁCIDO FLUORHIDRICO)70 a 100 °F
  • CATALIZADORESÁCIDO FLUORHÍDRICOPropiedades físicasEstado de agregación líquidoDensidad 1.140 kg/m3; 1.14 g/cm3Masa molar 20,01 g/molPunto de fusión 190 K (-83,15 °C)Punto de ebullición293 K (19,85 °C)Propiedades químicasAcidez (pKa) 3,19Solubilidad en agua >70 g/100 ml agua (20 °C, 293 K)
  • ÁCIDO SULFÚRICO CATALIZADORESPropiedades físicasFórmula semidesarrollada H2SO4Estado de agregación LíquidoDensidad 1800 kg/m3; 1.8 g/cm3Masa molar 98,08 g/molPunto de fusión 283 K (10 °C)Punto de ebullición 610 K (337 °C)Propiedades químicasAcidez (pKa) pKa1 = -6.62pKa2 = 1.99Solubilidad en agua MiscibleTermoquímicaΔfH0líquido -814 kJ/molS0líquido, 1 bar 19 J·mol-1·K-1
  • REACCIONES CH3 CH3 CH3 CH3 H2 H3C C CH2 H3C C CH3 H3C C C C CH3 H H CH3 CH3 CH3 H2 H2H2C C CH2 H3C C CH3 H3C C C C CH3 H H CH3
  • TERMODINÁMICA DEL PROCESOÉste proceso se lleva a cabo a bajas temperaturas y presionesrelativamente bajas, debido a que es un proceso de unificación, mediante elcuál se crean enlaces covalentes, por tanto se libera energía, y de éstamanera se requiere una baja temperatura para mejorar el rendimiento de laalquilación.Otro aspecto a tener en cuenta es que las reacciones que se llevan a caboson irreversibles, esto es, no se puede alcanzar una eficiencia de 100%;particularmente, para el caso que nos ocupa, se puede llegar a unaconversión máxima de 80%.
  • Se favorece a ΔH Δn Con ácido Con ácido sulfúrico fluorhídrico -La temperatura de reacción tiene mayor -La temperatura de efecto reacción tiene menos -Temperaturas bajas124000 BTU por proporcionan altas importancia -1 -Temperaturas más barril de calidades altas que con ácido isobutano - Concentración del sulfúrico ácido del 93 al 95% reaccionado con 1 a 2% de peso de -Concentración del ácido del 83 al 92% con agua y el resto de menos de 1% de agua hidrocarburos diluyentes