El documento proporciona una descripción del proceso de alquilación, que implica la reacción de parafinas ramificadas como el isobutano con olefinas ligeras para producir gasolinas de alto octanaje. Explica los tipos de alquilación con HF, H2SO4 y catalizadores sólidos, y analiza los contaminantes y variables clave del proceso como la relación isobutano/olefina, la concentración de ácido y la temperatura de reacción.

1. ALQUILACIÓN DE CRUDO
Realizado por: Gabriel Mujica y Marco Belandria
18 de marzo de 2009
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2. Contenido
 Definición
 Descripción del Proceso
 Mecanismo de Reacción
 Tipos de Alquilación
 Contaminantes del Proceso
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3. Definición
Olefina
ligera C3 C4
C5
Parafina
+
Parafina
ramificada
En refinación:
Hidrocarburo
Saturado (alcano)
Hidrocarburo
Insaturado (alqueno)
+
En general:
Parafina
ramificada
H+
H+
3

4. Descripción del Proceso de
Alquilación
Tabla 1: Composición de la alimentación para Proceso de Alquilación
Componente % 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
4
Alimentación

5. Descripción del Proceso de
Alquilación
5
Productos
Tabla 2: Algunos Productos del Proceso de Alquilación
Compuesto RON MON
2,3-dimetilbutano 104,3 94,2
2-metilpentano 73,4 73,5
3-metilpentano 74,5 73,3
2,2-dimetilpentano 92,8 95,6
2,3-dimetilpentano 91,1 88,5
2,2,4-trimetilpentano 100,0 100,0
2,3,4-trimetilpentano 102,5 95,5
2,3-dimetilhexano 71,3 78,9
3,4-dimetilhexano 76,3 81,5
2,3,3-trimetilpentano 106,0 99,4

6. Descripción del Proceso de
Alquilación
 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
6
Variables a Controlar

7. Descripción del Proceso de
Alquilación
7
En General

8. Mecanismo
+
Carbocatión
Estable
Iniciación: Adición
Electrofílica 1
Propagación: Adición Electrofílica 2
(A)
8

9. Mecanismo
Rearreglo a Carbocatión
Estable Carbocatión
Estable
Se repite la
reacción
con alguna
olefina, por
ejemplo (A)
9

10. Tipos de Alquilación
 Alquilación con HF
 Alquilación con H2SO4
 Alquilación con Catalizadores Sólidos
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11. 11
Alquilación con HF
Unidad de Alquilación Phillips con HF
James H. Gary; Glenn E. Handwerk “Petroleum Refining: Technology and Economy”. Fourth Edition. Pp 222-224

12. Alquilación con H2SO4
12
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

13. 13
Comparación de los procesos
con HF y H2SO4

14. 14
Alquilación 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.

15. 15
Alquilación con H2SO4
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.

16. Alquilación con Catalizadores Sólidos
16
Reactor
sistema (1)
Producto
de
destilación
(3)
Hidrógeno
Isobutano
n- butano
Producto alquilado
Isobutano
Regenerador
del
catalizador
(2)
Olefina
Hidrógeno

17. Contaminantes del Proceso de
Alquilación
17
 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.

18. GRACIAS