unidad iv alquilacion
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REFINACIÓN DEL PETRÓLEOALQUILACIÓNMATERIAL COMPLEMENTARIO VIII PROF. HUGO LUJANOContenidoIntroducción Objetivo Materias primas Productos - Especificaciones Ubicación en la Refinería Química del Proceso: Reacciones químicas / Catalizadores Descripción del proceso Variables principales Unidades en el circuito de refinación de PDVSAIntroducciónEl proceso de alquilación se fundamenta en el uso del ácido fluorhidrico (HF) como catalizador, para promover la formación de una molécula de parTRANSCRIPT
ALQUILACIÓN
REFINACIREFINACIÓÓN DELN DEL
PETRPETRÓÓLEOLEO
MATERIAL COMPLEMENTARIO VIIIPROF. HUGO LUJANO
ContenidoContenido Introducción
Objetivo
Materias primas
Productos - Especificaciones
Ubicación en la Refinería
Química del Proceso:
Reacciones químicas / Catalizadores
Descripción del proceso
Variables principales
Unidades en el circuito de refinación de PDVSA
El proceso de alquilación se fundamenta en el uso del ácido fluorhidrico
(HF) como catalizador, para promover la formación de una molécula de
parafina altamente ramificada a partir de olefinas (mezcla de propileno y
butileno) con isobutano.
El producto de la reacción, conocido como alquilato, es un combustible
de elevado octanaje el cual posee excelente propiedad antidetonante.
IntroducciónIntroducción
Olefina + Iso-butanoHF
Alquilato
Su finalidad es producir componente de alto octanaje llamado
Alquilato y utilizado para la preparación de gasolina automotor,
a partir de olefinas livianas (propilenos y butilenos) e isobutano
en presencia de ácido fluorhídrico como catalizador.
ObjetivoObjetivo
Materias PrimasMaterias Primas
Propileno C - C = C
C - C = C- C
C - C - C
C
Butileno
Iso-Butano
C - C = C- C
C
Amileno
Olefinas
Parafina Ramificada
•• PropanoPropano
Uso en bombonas (95%vol min. y 2,5%vol max de butanos)
•• Normal ButanoNormal Butano
Uso en bombonas (5%vol max Isopentano, floruros 10 ppm)
Producción de Iso-butano
•• AlquilatoAlquilato
Mezcla de gasolina de alto octano (MON min 90, RVP max.4,5 psig, Floruros max 150 ppm, Punto Final max 403 °F).
•• PolímeroPolímero
Productos - EspecificacionesProductos - Especificaciones
Ubicación en RefineríasUbicación en Refinerías
Crudo DE
ST
ILA
CIO
NA
TM
OS
/VA
CIO
Gases / GLP
GREFORMAC. G
EHDS
Naftas
Gasol. Alto Octanaje
Aromáticos
DDestilados
RResiduo LargoD
ES
TIL
AC
ION
AL
VA
CIO
DE
SIN
T. C
AT
. O
HID
RO
CR
AC
. EE
Bases Lub.
Parafinas
HDS ALQ GAlquilato
GGasolinas
DDest./Diluente
RRes. Bajo Azufre
RResiduo Corto
CONVERSIONRESIDUALES
CONVERSIONPROFUNDA
RGDRE
Asfalto
Gasolinas
Destilados
Residual
Coque
G GASOLINAS
DESTILADOS
RESIDUALES
ESPECIALIDADES
D
R
E
CONVERSIONMEDIA
DESTILACION
La alimentación a las unidades de alquilación están conformadas por:
Propano
Butano
Iso butano
C5-
Propileno (C3=)
Butileno /C4=)
Isobutileno (I-C4=)
Propano
Butano
Iso butano
C5-
Propileno (C3=)
Butileno /C4=)
Isobutileno (I-C4=)
Componentes que sufrenreacción de alquilación
Química del ProcesoQuímica del Proceso
PROPILENO + ISOBUTANO 2,3 DI METIL PENTANO
C - C = C + C - C - C C - C - C - C - C
PROPILENO + 2 ISOBUTANO 2,3,4 TR IMEL PENTANO + PROPANO
C - C = C + 2(C - C - C) C - C - C - C - C + C - C - C
El 20% del propileno de la alimentación se convier te en propano
HF
HF
C C C
C C C
C
Alquilación de propilenos
Alquilación de propilenos
Principales reacciones de alquilación
Química del ProcesoQuímica del Proceso
Principales reacciones de alquilación
Química del ProcesoQuímica del Proceso
BUTILENO + ISOBUTANO 2,2,4 TR IMETIL PENTANO
C - C = C - C + C - C - C C - C - C - C - C
AMILENO + ISOBUTANO 2,2,4 TRIMETIL HEXANO
C - C = C - C C - C - C C - C - C - C - C - C
HF
HF
C
C C
C
C
CC
Alquilación de butilenos
Alquilación de amilenos
C C
Propileno + Isobutano 2,2 DMP 91 89 2,3 DMP 83 84
Isobutileno + Isobutano 2,2,4 TMP 100 100
1- Buteno + Isobutano 2,3 DMH 71 79 2,4 DMP 65 70
2- Buteno + Isobutano 2,3,4 TMP 103 96 2,2,4 TMP 100 100 2,3,3 TMP 106 99
RON MON
Química del ProcesoQuímica del Proceso
Química del ProcesoQuímica del ProcesoCatalizadores
Los catalizadores usados en las plantas de alquilación son:
• Buen octanaje• Utilización ácido sulfúrico gastado para tratamiento de naftas
• Ácido sulfúrico
• Ácido fluorhídrico (HF)
Hasta 1960 la mayoría de instalaciones diseñadas para ácido sulfúrico
Desde 1960 hasta el presente la mayoría de nuevas instalaciones diseñadaspara HF.
• Mejoramiento proceso-HF mayores octanajes
• Eliminación tratamientos con ácido sulfúrico gastado debido a introducciónde hidrotratamiento y merox
• Necesidad de tratar ácido
• El HF es más fácil de regenerar
Descripción del ProcesoDescripción del Proceso
1. Tratamiento de la alimentación
2. Sección de reacción
3. Fraccionadora principal de productos
4. Depropanizadora
5. Regeneradora de ácido
6. Tratamiento de Productos (Neutralización Alúmina y KOH)
El proceso de alquilación se divide generalmente en las siguientes
secciones:
Descripción del ProcesoDescripción del Proceso
TratamientoAlimentación
(Secado)
TratamientoAlimentación
(Secado)
Sección deReacción
Sección deReacción
Asentador deAcido
Asentador deAcido
DespropanizadoraDespropanizadora
Isobutano
Olefinas
Regeneraciónde Acido
Regeneraciónde Acido
Hidrocarburo
Fraccionadora Principal
Fraccionadora Principal
Propano
Tratamiento deProductos
Tratamiento deProductos
HF
AlquilatoIsobutano reciclo
N-Butano
TratamientoTratamiento
Alquilato aalmacenaje
N-Butano aalmacenaje
Polímero
SECCION DE TRATAMIENTO DE LA ALIMENTACIÓNSECCION DE TRATAMIENTO DE LA ALIMENTACIÓN
Descripción del ProcesoDescripción del Proceso
Descripción del ProcesoDescripción del ProcesoSECCION DE REACCIÓNSECCION DE REACCIÓN
SECCION DE REACCIÓNSECCION DE REACCIÓN
SECCION DE FRACCIONAMIENTOSECCION DE FRACCIONAMIENTO
Descripción del ProcesoDescripción del Proceso
SECCION DE FRACCIONAMIENTOSECCION DE FRACCIONAMIENTO
HF
IC4 Sobre calentador
CBM + Polimeros
ICE, C3,HF
C3,HF
TamborTambor
TamborAsentador
Reactores
IC4 Reciclo
IC4
IC4
Horno
Alquilato IC4 de selloPropano
N Butano
HF Reciclo
HF
OlefinasHF
Reg
ener
ator
HF
Fra
ccio
nado
ra
Der
ropa
niza
dora
Des
poja
dor
HF
IC4
Descripción del ProcesoDescripción del Proceso
Temperatura del Reactor
Variables PrincipalesVariables Principales
RelaciónIso Butano/Olefinas
Relación VolumétricaAcido/Hidrocarburo
1:1 a 5:1
Calidad de la carga
Concentración del Acido88 - 92% HF en peso
VARIACIÓN
Relación iC 4 / Olef
Temperatura de reacción
Fuerza del ácido
Relación HF / HC
Presión de reacción
8:1 a 12:1
< 38°C
88 - 92%
1:1 a 5:1
200 PSIG
Variables PrincipalesVariables Principales
Alkylate octane
Tar
Alkylate end pointTar
Cambio fluorides
Cambio fluorides
Alkylate octane
Utilties
Figura 1Reactor Temperature
Figura 2Isobutane to Olefin Ratio
Increasing reactor temperature Increasing isobutane to olefin ratio
Variables PrincipalesVariables Principales
Variables PrincipalesVariables Principales
Alkylate octane
Alkylate octane
Alkylate end point
Alkylate end point
Tar
Tar
Cambio fluorides
Cambio fluorides
Figura 3Acid Strength
Figura 4Acid to Hidrocarbon Ratio
Increasing acid strength Increasing acid to hydrocarbon ratio
Refinería Pto. La Cruz El Palito Amuay Cardón Isla
Diseño Phillips UOP UOP UOP Phillips
Capacidad, BPD 3400 13000 18000 13000 7420
T reacción, °C 20-40 29-32 25-32 25-38 39-41
°F 68-104 85-90 77-90 77-100 102-106
IC4/olefina 12/1 15-20/1 10.5/1 10/1 13/1
HF/HC 1.5/1 1.8/1 1.5/1 1.25/1 4/1
Pureza HF, % 88-90 87-92 88-90 86-90 87-92
Alquilato, BPD 3500 15000 20500 14300 4450
Octanaje 93-91 RON 92-93 RON 90-91 MON 91-92 RON 92-94 RON
Variabes de operación de una unidad dealquilación
MUCHAS GRACIASPOR SU ATENCIÓN