El documento describe procesos de alquilación para producir gasolinas con alto octanaje. La alquilación implica hacer reaccionar olefinas ligeras con isoparafinas para formar isoparafinas más pesadas. Esto se puede lograr usando ácido sulfúrico o ácido fluorhídrico como catalizadores. La alquilación con ácido fluorhídrico es más efectiva a temperaturas más altas en comparación con el ácido sulfúrico.

1. Química del Petróleo.
Dr. Rogelio Sotelo Boyas.
Grupo :5PM1
Alumno: Zamora Pérez Etelberto

3. 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.

4. PROCESO DE ALQUILACIÓN

5. 2,2,4-trimetilpentano
Isobutileno + isobutano (isooctano)
propileno + isobutano 2,2-dimetilpentano
(isoheptano)
CATALIZADORES:
• Acido sulfúrico(H2SO4)
• Acido fluorhidrico (HF)

6. REACTOR PHILIPS PARA ALQUILACIÓN CON HF
Reactor Phillips
de HF

7. 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)

8. REACTOR PHILIPS PARA ALQUILACIÓN CON HF
Reactor Phillips
de HF
1

9. 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)

10. REACTOR PHILIPS PARA ALQUILACIÓN CON HF
2
Reactor Phillips
de HF

11. 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)

12. REACTOR PHILIPS PARA ALQUILACIÓN CON HF
4
Reactor Phillips
de HF
3

13. REACTOR PARA ALQUILACIÓN DE TIPO
CONVENCIONAL(PARA H2SO4)

14. REACTOR PARA ALQUILACIÓN EN DISPOSICIÓN DE
CASCADA (PARA H2SO4)

15. 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)

16. REACTOR PARA ALQUILACIÓN EN DISPOSICIÓN DE
CASCADA (PARA H2SO4)
SALIDA DE
ISOBUTANO
1
2

17. 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)

18. REACTOR PARA ALQUILACIÓN EN DISPOSICIÓN DE
CASCADA (PARA H2SO4)
REACTOR 4
nC4
ALQUILADO

19. 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)

20. REACTOR PARA ALQUILACIÓN EN DISPOSICIÓN DE
CASCADA (PARA H2SO4)
6
5

21. 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.

22. 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

23. CATALIZADORES
ÁCIDO FLUORHÍDRICO
Propiedades físicas
Estado de agregación líquido
Densidad 1.140 kg/m3; 1.14 g/cm3
Masa molar 20,01 g/mol
Punto de fusión 190 K (-83,15 °C)
Punto de ebullición293 K (19,85 °C)
Propiedades químicas
Acidez (pKa) 3,19
Solubilidad en agua >70 g/100 ml agua (20 °C, 293 K)

24. ÁCIDO SULFÚRICO
CATALIZADORES
Propiedades físicas
Fórmula semidesarrollada H2SO4
Estado de agregación Líquido
Densidad 1800 kg/m3; 1.8 g/cm3
Masa molar 98,08 g/mol
Punto de fusión 283 K (10 °C)
Punto de ebullición 610 K (337 °C)
Propiedades químicas
Acidez (pKa) pKa1 = -6.62
pKa2 = 1.99
Solubilidad en agua Miscible
Termoquímica
ΔfH0líquido -814 kJ/mol
S0líquido, 1 bar 19 J·mol-1·K-1

25. REACCIONES
CH3 CH3 CH3 CH3
H2
H3C C CH2 H3C C CH3 H3C C C C CH3
H H
CH3
CH3 CH3
H2 H2
H2C C CH2 H3C C CH3 H3C C C C CH3
H H
CH3

26. TERMODINÁMICA DEL PROCESO
Éste proceso se lleva a cabo a bajas temperaturas y presiones
relativamente bajas, debido a que es un proceso de unificación, mediante el
cuál se crean enlaces covalentes, por tanto se libera energía, y de ésta
manera se requiere una baja temperatura para mejorar el rendimiento de la
alquilación.
Otro aspecto a tener en cuenta es que las reacciones que se llevan a cabo
son irreversibles, esto es, no se puede alcanzar una eficiencia de 100%;
particularmente, para el caso que nos ocupa, se puede llegar a una
conversión máxima de 80%.

27. 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 bajas
124000 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