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Procesos de refinacin del petrleo

Produccin de MTBE y TAME

CIED 1998

Produccin de MTBE y TAME

ContenidoAntecedentes Por qu MTBE/TAME Propiedades de los oxigenados Qumica del proceso Reacciones del proceso Reacciones principales Reacciones secundarias Caractersticas de las reacciones Catalizadores utilizados Caractersticas del catalizador Contaminantes y mecanismos de desactivacin CIED 19982

Produccin de MTBE y TAME

Contenido (cont.)

Descripcin del proceso Seccin de pretratamiento Seccin de reaccin Seccin de lavado Seccin de recuperacin de metanol

CIED 1998

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Produccin de MTBE y TAME

Porqu MTBE y TAME?Ventajas de los teres: Baja toxicidad Permiten la incorporacin de oxgeno en la gasolina, lo que induce a una combustin ms limpia, encontrndose una disminucin del nivel de CO y txicos en las emisiones de escape. Poseen una gravedad especfica, valor calorfico y volatilidad compatibles con los hidrocarburos que integran la gasolina. Permiten la incorporacin de hidrocarburos livianos y metanol al pool de gasolina sin incrementar el RVP. Permiten la disminucin de olefinas en la gasolina Incorporan octanos de alta relacin H/C, reduciendo las emisiones de CO2. Permiten la eliminacin total o parcial del TEP. CIED 19984

Produccin de MTBE y TAME

Porqu MTBE y TAME?Ventajas de los teres sobre los alcoholes: Menor gravedad especfica. Baja solubilidad en agua, y por consiguiente mejor estabilidad de la mezcla durante la produccin, almacenaje y distribucin. Comportamiento casi ideal en la mezcla con hidrocarburos. Calor latente de vaporizacin similar al de los hidrocarburos, por lo que no influencian negativamente el arranque del motor cuando est fro. Menor RVP.

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Propiedades de los oxigenadosComponente Gravedad esp. 20/4C Punto de ebullicin (760 mmHg), C Punto de congelacin C N.O Research (Mezcla) N.O Motor (Mezcla) 98 RON+MON/2 Poder calorfico Kcal/Kg Solubilidad en H2O a 20C (g/100 g solucin) Azetropos con hidroc no calor latente de vap., Kcal/Kg. RVP,PSI (Mezcla) MTBE 0.740 55.2 -108.6 116 105 107 8395 infinita no 81.7 8-10 ETBE 0.740 73.1 -94 118 94 111.5 8608 4.8 no 74.3 3-5 TAME 0.770 86.3 n.a 111 91 102.5 8600 1.2 no 78 1-3 MeOH 0.793 64.4 -97.8 123 96 107 4650 1.15 si 263 50-60 ETANOL 0.789 78.5 -117.3 123 89 109.5 6380 Infinita si 200 17-226

TBA 0.789 82.8 25.5 106

97.5 7806 infinita si 128

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Produccin de MTBE y TAME

Reacciones PrincipalesReaccin entre un alcohol y una olefina terciaria CH3 CH3-CH=CH2 ISOBUTILENO + CH3 OH METANOL CH3 CH3-C-O-CH3 CH3 MTBE CH3 CH3-C=CH-CH3 ISOAMILENO 2MB2 CIED 1998

CH3 CH3 OH + METANOL CH3-C-CH2-CH3 OCH3 TAME7

Produccin de MTBE y TAME

Reacciones secundarias

2 METANOL ISOAMILENO + AGUA ISOBUTILENO + AGUA 2 ISOAMILENO 2 ISOBUTILENO

DME TAA TBA DI-ISOAMILENO DI-ISOBUTILENO

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Catalizadores utilizados

Catalizador Convencional Catalizador utilizado

Dowex M-31 K-2631 CT-175

Catalizador Trifuncional

Bayer-Intevep

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Caractersticas del catalizador ConvencionalCH = CH2

CH = CH

2

- CH - CH - CH - CH2

2

- CH - CH - CH - CH2

2

+CH = CH2

CH = CH

2

- + SO H3

CH = CH

2

Estireno

Divinilbenceno

Sulfonacin

Resina macroporosa de intercambio inico, formada por polmeros de divinil benceno con grupos funcionales cidos sulfnicos. CIED 1998

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Caractersticas del catalizador

Convencional

+

Impregnado con Pd

Trifuncional

Trifuncional Mejorado

Tolera niveles de azufre total de hasta 200 PPMP (Max.) y 45 PPMP (Max.) de mercaptanos.

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Caractersticas del catalizador Catalizador Trifuncional Hidrogenacin de diolefinas Isomerizacin de olefinas

Eterificacin de isolefinas

Hidrogena selectivamente las diolefinas, isomeriza las olefinas y mantiene la misma actividad de eterificacin de las resinas convencionales.

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Caractersticas del catalizadorBeneficios del Catalizador 1. Hidrogenacin de Diolefinas: Aumenta vida til del catalizador Se obtiene un producto transparente Ahorro del consumo de cido en unidades de alquilacin (HF) Contenido de diolefinas en el refinado < 100 PPMP 2. Isomerizacin de olefinas C4 Mejora nmero de octanaje del alquilado (+2) 3. No se requiere inversin adicional para unidades hidrogenacin e isomerizacin de C4`S 4. Permite niveles de azufre total de hasta 200 PPMP y 60 PPMP (mx.) de mercaptanos. CIED 1998

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Produccin de MTBE y TAME

Variables que afectan la actividad del catalizador

Concentracin de contaminantes en la alimentacin. Manejo del catalizador. Temperatura mxima (250F).

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Contaminantes y mecanismos de desactivacinContaminantes Compuestos bsicos como aminas. Compuestos neutros como ntrilos (se convierten en compuestos bsicos a las condiciones del proceso) Cationes como - Fe, Na, Pb, H, As, NH4,etc.

Mecanismos de desactivacin Neutralizacin de los sitios activos Desulfuracin Ensuciamiento o taponamiento por gomas

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Contaminantes funcin cida

Nivel mximo de contaminantes en la carga Nitrgeno bsico Nitrilos Cationes Agua

PPMP 90% P

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Variables claves, seccin de pretratamiento

Contaminantes en la carga. Flujo del agua de lavado. Temperatura del agua de lavado. Temperatura adsorcin desorcin. Flujo desorbente. Tiempo de absorcin / desorcin. Metanol alimentado. Presin de operacin. Relacin de reflujo.

Remocin efectiva

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Variables claves, seccin de pretratamiento Temperatura de iniciacin de las reacciones de eterificacin: 4555C. Mxima temperatura de salida de los reactores: 80-85c. Relacin SOR=1.3

Efecto sobre: Conversin/Produccin. Catalizador. MEOH en teres. Conversin/formacin gomas. Conversin/Produccin. Reacciones (fase lquida).

metanol/isolefinas: EOR= 1.05

Actividad del catalizador. Presin de operacin.

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Variables claves, seccin de pretratamientoVariables claves: claves: Metanol suministrado a la alimentacin de la cdcolumn (metanol primario). Metanol alimentado directamente al lecho (metanol secundario). Presin operacin. Relacin de reflujo. Temperatura plato de control.

Efecto sobre: Conversin/Produccin. MEOH en el fondo teres en el tope. Fraccionamiento. Conversin pureza teres.

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Variables claves, seccin de pretratamiento

Nitrilos

Contaminantes en la alimentacin. Nitrgeno bsico Relacin metanol/Isolefinas. Conversin reactores. Perfil de temperatura de los reactores. Metanol a la salida de la seccin de reaccin. Calidad MTBE/TAME. Perfil de temperatura de las columnas. Oxigenados a ORU. Contenido de agua en el metanol. Contenido de metanol en el agua.

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