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1. Proceso Parex de UOP
INTRODUCCION
El proceso Parex de UOP es un innovador método de separación por adsorción para recuperar
paraxileno de una mezcla de xilenos. El término mezcla de xilenos se refiere a una mezcla de
isómeros aromáticos con C8, que comprende etilbenceno, para-xileno, meía-xileno y orto-
xileno. Estos isómeros hierven a temperaturas tan cercanas que no es práctico separarlos por
destilación convencional.
El proceso Parex es un método eficiente para recuperar para-xileno usando un adsorbente
sólido de zeolita, selectivo para el para-xileno. A diferencia de la cromatografía
convencional, el proceso Parex simula el flujo a contracorriente de una alimentación líquida con un
lecho sólido de adsorbente. La alimentación y los productos entran y salen del lecho adsorbente en
forma continua, con composiciones casi constantes. A esta técnica a veces se le llama
separacióncon lecho móvil simulado (LMS).
En un complejo de aromáticos moderno (figura 2.6.1), la unidad Parex está después de la
columna de xileno y se integra con una unidad Isomar de UOP. La alimentación a la
columna de xileno consiste en el producto aromático C8+ de la unidad Platforming CCR junto
con los xilenos producidos en la unidad Tatoray. La fracción C8 del destilado de la columna de
xileno se alimenta a la unidad Parex, donde se recupera para-xileno de alta pureza en el
extracto. El raimado Parex se manda entonces a la unidad Isomar, donde los demás isómeros
aromáticos C8 se convierten en para-xileno adicional, y se recirculan a la columna de xileno.
Las unidades Parex de UOP se diseñan para recuperar más de 97% en peso de para-xileno en la
alimentación, en un solo paso, con una pureza de producto de 99.9% en peso, o mejor. El
diseño Parex es eficiente en energía, mecánicamente simple y muy fiable. El factor de planta
de las unidades Parex suele ser mayor a 95 por ciento.
COMPARACIÓN DE PAREX Y CRISTALIZACIÓN
Antes de la introducción del proceso Parex, el para-xileno se producía en forma exclusiva por
cristalización fraccionada. En la cristalización, la alimentación de xilenos mezclados se refrigera
a -75 °C (-100 °F), y el isómero para-xileno precipita en forma de sólido cristalino. El
sólido se separa del licor madre por centrifugación o filtración. La purificación final se hace
lavando los cristales de para-xileno con tolueno o con una parte del para-xileno producido.
Poco después de haberlo introducido en 1971, el proceso Parex de UOP se convirtió
rápidamente en la tecnología mundialmente preferida para recuperación de para-xileno. Desde
entonces, casi toda la capacidad de producción de para- xileno se basa en el proceso Parex
de UOP (figura 2.6.2).

2. La ventaja principal del proceso Parex de separación por adsorción, sobre la tecnología de
cristalización, es su capacidad de recuperar más del 97 por ciento del para-xileno en la
alimentación, por paso. Los cristalizadores deben contender con un límite de composición
eutéctica que restringe la recuperación de para- xileno a 65 por ciento por paso. La
implicación que tiene esta diferencia se ilustra con claridad en la figura 2.6.3: un complejo Parex
que produzca 250,000 toneladas métricas por año (TMA) de para-xileno, se compara con un
complejo cristalizador que produce 168,000 TMA. Los números superiores en la figura indican
los flujos para el complejo Parex. Los inferiores indican los flujos de un complejo comparable con
cristalizador. Un complejo Parex puede producir 50 por ciento más para-xileno, a partir de
determinado tamaño de columna de xileno y unidad de isomerización, que un complejo que utilice
cristalización. Además, el rendimiento de para-xileno por unidad de alimentación fresca mejora
porque una recirculación relativamente menor equivale a menores pérdidas en la unidad de
isomerización. Las tecnologías también se podrían comparar manteniendo constante la
producción de para-xileno. En este caso, se necesitaría una mayor columna de xileno y
mayor unidad de isomerización para producir la misma cantidad de para-xileno, aumentando así
los costos de inversión y el consumo de servicios.
Una tasa de recirculación mayor de para-xileno en el complejo cristalizador no sólo aumenta
el tamaño del equipo en el circuito de recirculación y el consumo de servicios en ese
circuito, sino que también hace uso ineficiente de la capacidad de isomerización de xileno. El
refinado de una unidad Parex se agota casi totalmente de para-xileno (menos de 1 % en
peso), mientras que el licor madre de un cristalizador típico contiene 9.5% en peso de para-
xileno. Como la unidad de isomerización no puede rebasar una concentración de equilibrio de
para-xileno (23 a 24% en peso), todo para-xileno en la alimentación a la unidad de
isomerización reduce la cantidad de para-xileno producido en esa unidad, por paso. Así, la
misma unidad de isomerización produce 60 por ciento más de para- xileno por paso cuando
procesa refinado Parex que cuando procesa licor madre de cristalizador.
En 1997, UOP, Washington Group International y Niro Process Technology reconocieron el valor que
las tres empresas podían aportar al mercado, consolidando sus más de 80 años de
conocimientos en el diseño de procesos, para reevaluar la producción de para-xileno
desde una perspectiva multidisciplinaria. En 1998 esta alianza introdujo el proceso HySorb XP,
un procesode adsorción simplificado con desorbente ligero en una cámara, acoplado con cristalización
en una etapa y tecnología Niro de columna de lavado. Esta combinación de tecnologías, cuando se
integra en instalaciones existentes de cristalización en varias etapas, puede aumentar la
producción de para-xileno hasta en 500 por ciento. El proceso HySorb produce un concentrado
con 95% enpeso de para-xileno, eliminando las restricciones eutécticas y permitiendo
recuperaciones en una etapa mayores al 90 por ciento, con consumo de serviciosmuy mejorado.
La producción de para-xileno usando la cristalización en una etapa está considerada como "otros"
en la figura 2.6.2. Los estudios económicos indicanque la configuración HySorb XP no suministra
ventajas de costo o eficiencia sobre el proceso Parex para nuevos diseños, o para ampliar la
capacidad de producciónde una unidad Parex existente.

4. EFICIENCIA DEL PROCESO
La demanda de para-xileno en el mercado ha aumentado apreciablemente durante los últimos 20
años. Cuando se introdujo el proceso Parex en 1971, la pureza normal del para-xileno en el
mercado era 99.2% en peso. Para 1992, la pureza normal se había vuelto 99.7% en peso, y
continúa la tendencia hacia mayor pureza. Todas las unidades Parex construidas después de
1991 están diseñadas para producir para-xileno de 99.9% en peso de pureza, con
recuperación de 97% en peso por paso. La mayor parte de las unidades anteriores Parex
también pueden modificarse para llegar al 99.9% en peso de pureza.
CONSIDERACIONES SOBRE LA ALIMENTACIÓN
La mayor parte de la mezcla de xilenos que se usan para producir para-xileno provienen de
reformación catalítica de nafta de petróleo. Las unidades modernas CCR Platforming de UOP
operan con una severidad tan grande, que la fracción del reformado Cg+ contiene casi cero
impurezas no aromáticas. El resultado es que esos aromáticos C8 se pueden alimentar en forma
directa a la sección de recuperación de xileno en el complejo. En muchos complejos integrados de
aromáticos, hasta la mitad de los mezcla de xilenos totales se producen por conversión de tolueno
y aromáticos C9 en una unidad Tatoray de UOP.
Las impurezas no aromáticas en la alimentación a una unidad Parex aumentan el consumo
de servicios y ocupan espacio en la unidad, pero no afectan la pureza del para-xileno
producto o el desempeño de la recuperación de la unidad Parex.
Deben pre fraccionarse la alimentación a la unidad Parex para aislar la fracción de aromáticos
Cg, y se debe tratar con arcilla para proteger el adsorbente. Si la unidad Parex se integra
con una refinería o planta de etileno anteriores, el pre fraccionamiento y el tratamiento con
arcilla se diseñan en el complejo. Si se compra mezcla de xilenos adicionales, y se transportan al
sitio, primero deben rectificarse, tratarse con arcilla y reprocesarse antes de cargarlos a la
unidad Parex. En general, la alimentación a una unidad Parex debe cumplir con las especificaciones
indicadas en la tabla 2.6.1.
DESCRIPCION DEL PROCESO
El diagrama de flujo de una unidad Parex típica se ve en la figura 2.6.4. La separación se hace en
cámaras de absorción. Cada cámara se divide en varios lechos de adsorbente. Cada lecho está
sostenido desde abajo con aditamentos especializados, o partes internas, diseñadas para producir
una distribución de flujo muy eficiente. Cada conjunto de partes internas se conecta con la válvula
rotatoria mediante una "línea de lecho". Las partes internas entre cada lecho adsorbente se
usan para inyectar o retirar líquido de la cámara, y al mismo tiempo recolectar líquido de lecho
superior y redistribuirlo sobre el lecho inferior.

5. El proceso Parex es un miembro de la familia de procesos Sorbex de separación por
adsorción de UOP. Los principios básicos de la tecnología Sorbex son iguales, independientemente
del tipo de separación que se esté haciendo, y se describen en el capítulo 10.3. La cantidad
de lechos adsorbentes y líneas de lecho varían en cada aplicación Sorbex. Una unidad
Parex típica tiene 24 lechos de adsorbente y 24 líneas de lecho que unen los lechos con la
válvula rotatoria. Por consideraciones prácticas de construcción, la mayor parte de las unidades
Parex constan de dos cámaras de adsorción en serie con 12 lechos en cada cámara.
El proceso Parex tiene cuatro corrientes principales que la válvula rotatoria distribuye a las
cámaras de adsorbente. Estas corrientes netas son:
 SALIDA DE EXTRACTO DILUIDO: para-xileno producto, diluido con desorbente
 SALIDA DE REFINADO DILUIDO: etilbenceno, meta-xileno y orto-xileno, diluidos con
desorbente
 ENTRADA DE DESORBENTE: desorbente recirculado procedente de la sección de
fraccionamiento
En cualquier momento, sólo cuatro de las líneas de lecho conducen en forma activa las
corrientes netas hacia y desde la cámara de adsorbente. La válvula rotatoria se usa para cambiar
periódicamente las posiciones de la alimentación y salida de líquidos, a medida que el perfil de
composición baja por la cámara. Una bomba suministra la circulación de líquido, desde el fondo
de la primera cámara de adsorbente hasta la parte superior de la segunda. Una segunda
bomba hace la circulación desde el fondo de la segunda cámara de adsorbente hasta la parte
superior de la primera. De esta manera, las dos cámaras de adsorbente funcionan como un solo
circuito continuo de lechos de adsorbente.
El extracto diluido de la válvula rotatoria se envía a la columna de extracto, para separar el extracto
del desorbente. La cabeza de la columna de extracto se manda a una columna de
terminado, donde se separa el para-xileno producto de alta pureza de cualquier tolueno que
pueda haber existido en la alimentación.
El refinado diluido de la válvula rotatoria se envía a la columna de refinado, para separar el refinado
del desorbente. El destilado de la columna de refinado contiene los componentes aromáticos
Cg no extraídos: etilbenceno, meta-xileno y orto- xileno, junto con cualquier no aromático que
pueda haber estado presente en la alimentación. El producto refinado se envía, entonces, a una
unidad de isomerización donde se forma más para-xWe.no, y después se recircula a la
unidad Parex.
El desorbente del fondo de las columnas de extracto y de refinado se recircula a las
cámaras de adsorbente pasando por la válvula rotatoria. Todo contaminante pesado en la
alimentación se acumula en el desorbente. Para evitar esta acumulación, se tiene previsto sacar
una sangría de la recirculación de desorbente y se envía a una pequeña columna de
reprocesamiento de desorbente, donde seeliminan los contaminantes pesados. Durante la operación
normal, los xilenos mezclados se separan, se tratan con arcilla y se reprocesan antes de enviarlos

6. a la unidad Parex. De este modo, se necesitan eliminar pocos contaminantes pesados del fondo
de la columna de reprocesamiento de desorbente.
CONSIDERACIONES DEL EQUIPO
UOP suministra un paquete de equipo especializado que se considera crítico para el buen
desempeño del proceso Parex. En este paquete se incluyen la válvula rotatoria, las partes internas
de la cámara de adsorbente y el sistema de control para la válvula rotatoria, bombeo en general
y flujos netos. Los estimados de costo que proporciona UOP para el proceso Parex incluyen
el costo de este paquete de equipos.
La válvula rotatoria es un equipo de proceso muy complicado y de alta tecnología desarrollado por
UOP en forma específica para la familia de procesos Sorbex.

7. La válvula rotatoria de UOP es fundamental para alcanzar la pureza del pam-xileno y para la
fiabilidad no superada del proceso Parex. El diseño de la válvula rotatoria UOP ha
evolucionado durante 40 años de experiencia comercial de operación con procesos Sorbex.
Las partes internas de la cámara de adsorbente también son indispensables para la eficiencia
del proceso Parex. Estas partes internas especializadas sirven para soportar cada lecho de
adsorbente y para evitar fugas del adsorbente sólido hacia las corrientes del proceso. Cada
conjunto de partes internas funciona también como recolector y distribuidor de flujo, y se usa
para inyectar o retirar los flujos netos de la cámara de adsorbente, o redistribuir el flujo
interno de líquido de unlecho adsorbente al siguiente.
Como el tamaño de las unidades Parex ha aumentado al paso de los años, el diseño de las
partes internas de la cámara de adsorbente ha evolucionado para asegurar una distribución correcta
del flujo sobre recipientes de diámetro cada vez mayor.
El sistema de control Parex que suministra UOP es un sistema especializado que vigila y
controla los flujos de las corrientes netas y la circulación en la cámara de adsorbente y
asegura el funcionamiento correcto de la válvula rotatoria.
Debido a las condiciones benignas de operación que hay en el proceso Parex, toda la planta
puede construirse en acero al carbón.
Por lo general, la unidad Parex está estrechamente integrada con la columna anterior de xileno.
La columna de xileno se usa para reprocesar la alimentación a la unidad Parex. Los xilenos
mezclados se toman del destilado y los aromáticos pesados se toman del fondo de la columna.
Antes de que el vapor de salida de la columna de xileno se alimente a la sección de
adsorción en la unidad Parex, se utiliza para vaporizar las columnas de extracto y refinado en la
unidad.
UOP ofrece tubos de cambiador de calor High Flux de alto rendimiento para mejorar la
eficiencia de intercambio de calor. El tubo High Flux se fabrica con un recubrimiento especial
que activa la ebullición con nucleación y aumenta el coeficiente de transferencia de calor,
comparado con los tubos convencionales, en un factor de 10. Al especificar tubos High Flux
de UOP en los vaporizadores de los fraccionadores Parex se reduce el tamaño de los mismos
y también se puede diseñar la columna de xileno para funcionar a menor presión. Al
diseñar la columna de xileno para menor presión se reduce el costo instalado de la columna, al
igual que el consumo de servicios en esa columna.
UOP también ofrece platos de destilación MD para mejorar la eficiencia de fraccionamiento. Los
platos MD se utilizan con grandes cargas de líquido, y son especialmente efectivos cuando la
relación volumétrica entre flujos de vapor y líquido es baja. El empleo de los platos MD
permite tener una gran longitud total de vertedero y reducir la altura sobre el plato. Como es menor
la altura de la espuma, se pueden instalar los platos MD con menores alturas entre platos
que los platos convencionales. El uso de platos MD en nuevos diseños de columna da como
resultado menor diámetro y menor altura necesarios para la torre. En consecuencia, los platos MD
se suelen especificar para grandes columnas de xileno, en especial cuando el uso de esos platos
puede mantener el diseño de la columna de xileno dentro de una sola envolvente.

8. CASO DE ESTUDIO
En la tabla 2.6.2 se muestra un resumen del costo de inversión y del consumo de servicios
para una unidad Parex típica. La base para este caso es una unidad Parex que produce 700,000
TMA de paraxileno 99.9% en peso. Este ejemplo corresponde al estudio de un caso del
complejo integrado de aromáticos UOP que se presentó en el capítulo 2.1. Como la unidad Parex
está estrechamente integrada con la columna anterior de xileno, el costo de inversión y el
consumo de servicios están comprendidos en las estimaciones. Los costos montados estimados
para estas unidades supusieron su construcción en un sitio de la Costa del Golfo, en EUA, en
2002. El alcance de la estimación comprende ingeniería, procura, instalación del equipo en el sitio y
el inventario inicial de adsorbente ydesorbente Parex.
EXPERIENCIA COMERCIAL
La experiencia de UOP con separaciones por adsorción es extensa. La tecnología Sorbex, que fue
generada por UOP en la década de 1960, fue la primera aplicación comercial en gran escala
para separación continua por adsorción. La primera unidad comercial Sorbex fue una unidad Molex
para la separación de parafinas lineales y comenzó a funcionar en 1964. La primera unidad
comercial Parex comenzó a funcionar en 1971. UOP ha concesionado más de 100 unidades Sorbex
en todo el mundo. En este total se incluyen 73 unidades Parex, de las cuales 71 se encuentran
en operación y otras 2 están en diversas etapas de diseño y construcción. La capacidad de las
unidades Parex de UOP varía entre 24,000 TMA de para-xileno, hasta más de 700,000 TMA.