alquilaciÓn

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PROCESOS DE HIDROTRATAMIENTO El hidrotratamiento se utiliza para eliminar alrededor del 90 % de los contaminantes, como nitrógeno, azufre, metales e hidrocarburos insaturados (olefinas), de las fracciones de petróleo líquidas, como la gasolina de destilación directa. El hidrotratamiento es similar al hidrocraqueo en que tanto el hidrógeno como el catalizador se utilizan para enriquecer el contenido de hidrógeno de la carga de olefinas. En cambio, el grado de saturación no es tan elevado como el que se consigue en el hidrocraqueo. Normalmente, el hidrotratamiento se realiza antes que otros procesos (como la reforma catalítica), para que el catalizador no se contamine con la carga de material no tratado. El hidrotratamiento se utiliza también antes del craqueo catalítico para reducir el azufre y mejorar el rendimiento de producción, así como para mejorar las fracciones intermedias de petróleo destilado convirtiéndolas en queroseno, gasóleo diesel y gasóleos de calefacción. Los procesos de hidrotratamiento difieren en función de las cargas y los catalizadores. La hidrodesulfuración elimina el azufre del queroseno, reduce los aromáticos y las características que favorecen la formación de gomas, y satura cualquier olefina. La hidroformación es un proceso de deshidrogenación que se utiliza para recuperar el exceso de hidrógeno y producir gasolina de alto índice de octano. Los productos hidrotratados se mezclan o se utilizan como material de carga para la reforma catalítica. En la hidrodesulfuración catalítica, la carga se desairea, se mezcla con hidrógeno, se precalienta y se hace pasar a alta presión por un reactor catalítico de lecho fijo. El hidrógeno se separa y recicla y el producto se estabiliza en una columna de destilación primaria donde se eliminan los residuos ligeros. Durante este proceso, los compuestos de azufre y nitrógeno que hay en la carga se convierten en ácido sulfhídrico (H2S) y amoníaco (NH3). El ácido sulfhídrico y el amoníaco residuales se eliminan por separación al vapor, mediante un separador combinado de alta y baja presión o por medio de un lavado con aminas que recupera el ácido sulfhídrico en una corriente altamente concentrada, apta para conversión en azufre elemental (véanse las Figuras 78.22 y 78.23). En el hidrotratamiento debe controlarse el ácido sulfhídrico que contiene la carga para mantenerlo en un nivel mínimo con objeto de reducir la corrosión. A veces se forma cloruro de hidrógeno y se condensa en forma de ácido clorhídrico en las secciones de baja temperatura de la unidad. En las unidades de alta presión y temperatura se forma bisulfuro amónico. En caso de fuga se produce exposición a vapores de naftas aromáticas que contienen benceno, a ácido sulfhídrico o hidrógeno gaseoso, o a amoníaco si se origina una fuga o derrame de agua amarga. También puede haber fenol si se procesan cargas con alto punto de ebullición. Un tiempo de contacto y/o una temperatura excesivos provocarán coquización en la unidad. Se han de tomar precauciones al descargar el catalizador coquizado de la unidad para prevenir incendios por sulfuro de hierro. El catalizador coquizado deberá enfriarse hasta una temperatura inferior a 49 °C antes de extraerlo, o vaciarse en recipientes inertizados con nitrógeno donde pueda enfriarse antes de su ulterior manipulación. Para prevenir el envenenamiento del catalizador por arrastre de silicona en la carga del coquificador, se emplean aditivos antiespumantes especiales. PROCESOS DE TRATAMIENTO (HIDROTRATAMIENTO) Los procesos de tratamiento provocan reacciones químicas que extraen los heteroátomos (por ejemplo: azufre, nitrógeno, metales pesados) y/o ciertos compuestos específicos de las fracciones de petróleo crudo y los flujos de refinación, para diferentes fines.

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Page 1: ALQUILACIÓN

PROCESOS DE HIDROTRATAMIENTO

El hidrotratamiento se utiliza para eliminar alrededor del 90 % de los contaminantes, como nitrógeno, azufre, metales e hidrocarburos insaturados (olefinas), de las fracciones de petróleo líquidas, como la gasolina de destilación directa. El hidrotratamiento es similar al hidrocraqueo en que tanto el hidrógeno como el catalizador se utilizan para enriquecer el contenido de hidrógeno de la carga de olefinas. En cambio, el grado de saturación no es tan elevado como el que se consigue en el hidrocraqueo.

Normalmente, el hidrotratamiento se realiza antes que otros procesos (como la reforma catalítica), para que el catalizador no se contamine con la carga de material no tratado. El hidrotratamiento se utiliza también antes del craqueo catalítico para reducir el azufre y mejorar el rendimiento de producción, así como para mejorar las fracciones intermedias de petróleo destilado convirtiéndolas en queroseno, gasóleo diesel y gasóleos de calefacción.

Los procesos de hidrotratamiento difieren en función de las cargas y los catalizadores. La hidrodesulfuración elimina el azufre del queroseno, reduce los aromáticos y las características que favorecen la formación de gomas, y satura cualquier olefina.

La hidroformación es un proceso de deshidrogenación que se utiliza para recuperar el exceso de hidrógeno y producir gasolina de alto índice de octano. Los productos hidrotratados se mezclan o se utilizan como material de carga para la reforma catalítica.

En la hidrodesulfuración catalítica, la carga se desairea, se mezcla con hidrógeno, se precalienta y se hace pasar a alta presión por un reactor catalítico de lecho fijo. El hidrógeno se separa y recicla y el producto se estabiliza en una columna de destilación primaria donde se eliminan los residuos ligeros.

Durante este proceso, los compuestos de azufre y nitrógeno que hay en la carga se convierten en ácido sulfhídrico (H2S) y amoníaco (NH3). El ácido sulfhídrico y el amoníaco residuales se eliminan por separación al vapor, mediante un separador combinado de alta y baja presión o por medio de un lavado con aminas que recupera el ácido sulfhídrico en una corriente altamente concentrada, apta para conversión en azufre elemental (véanse las Figuras 78.22 y 78.23).

En el hidrotratamiento debe controlarse el ácido sulfhídrico que contiene la carga para mantenerlo en un nivel mínimo con objeto de reducir la corrosión. A veces se forma cloruro de hidrógeno y se condensa en forma de ácido clorhídrico en las secciones de baja temperatura de la unidad. En las unidades de alta presión y temperatura se forma bisulfuro amónico. En caso de fuga se produce exposición a vapores de naftas aromáticas que contienen benceno, a ácido sulfhídrico o hidrógeno gaseoso, o a amoníaco si se origina una fuga o derrame de agua amarga. También puede haber fenol si se procesan cargas con alto punto de ebullición.

Un tiempo de contacto y/o una temperatura excesivos provocarán coquización en la unidad. Se han de tomar precauciones al descargar el catalizador coquizado de la unidad para prevenir incendios por sulfuro de hierro. El catalizador coquizado deberá enfriarse hasta una temperatura inferior a 49 °C antes de extraerlo, o vaciarse en recipientes inertizados con nitrógeno donde pueda enfriarse antes de su ulterior manipulación. Para prevenir el envenenamiento del catalizador por arrastre de silicona en la carga del coquificador, se emplean aditivos antiespumantes especiales.

PROCESOS DE TRATAMIENTO (HIDROTRATAMIENTO) Los procesos de tratamiento provocan reacciones

químicas que extraen los heteroátomos (por ejemplo:

azufre, nitrógeno, metales pesados) y/o ciertos compuestos específicos de las fracciones de petróleo crudo y los flujos de refinación, para diferentes fines.

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Los fines más importantes son (1) cumplir las especificaciones del producto refinado (por ejemplo, el contenido de azufre en la gasolina y el combustible diésel, el contenido de benceno en la gasolina, etc.) y (2) proteger los catalizadores que se usan en los diferentes procesos de refinación de la desactivación (“contaminación”) ocasionada por el contacto prolongado con heteroátomos. Sin duda, entre las diversas tecnologías de tratamiento, la que se usa con más frecuencia es la hidrogenación catalítica o hidrotratamiento.

Los hidrotratadores extraen los heteroátomos ocasionando una reacción de los flujos de refinación que contienen el/los heteroátomo/s con hidrógeno en presencia de un catalizador. El hidrógeno se combina con el/los heteroátomo/s para formar moléculas distintas de los hidrocarburos que se separan fácilmente de los flujos de refinación.

El hidrotratamiento tiene diversas formas y grados de severidad. Como consecuencia de ello, se lo designa con diferentes términos en la industria de la refinación y en la bibliografía relacionada. El hidrotratamiento destinado a eliminar el azufre se define usualmente como hidrodesulfuración, mientras que el proceso por el cual se elimina el nitrógeno se denomina hidrodenitrificación, y así sucesivamente. El hidrotratamiento se realiza a altos índices (es decir, alta temperatura, presión y concentración de hidrógeno), y a menudo implica también algún hidrocraqueo incidental. El hidrotratamiento profundo de este tipo se denomina hidrorefinación. Este procedimiento realizado a bajos índices se utiliza para modificar ciertas características de los productos de especialidad refinados (por ejemplo, diferentes propiedades de aceites lubricantes) para cumplir las especificaciones. El hidrotratamiento leve con frecuencia se denomina hidroacabado.

La mayoría de las refinerías que elaboran productos livianos tienen muchas unidades de hidrotratamiento. Éstas operan en diferentes fracciones de petróleo crudo, flujos de refinería intermedios, materias primas y componentes de mezcla, que varían de las naftas livianas al crudo pesado, y cumplen diferentes propósitos. Por ejemplo:

-Todos los reformadores catalíticos tienen hidrotratadores de nafta que reducen el contenido de azufre de la carga del reformador a < 1 ppm, para proteger el catalizador reformador. Algunos reformadores también tienen hidrotratadores posteriores (unidades de saturación del benceno) para extraer el benceno del reformado.

-Muchas unidades de FCC, en especial en las refinerías que producen un tipo de crudo sulfuroso para refinación o combustible con bajo contenido de azufre y combustible diésel, tienen carga de FCC de

hidrotratadores. Estos hidrotratadores reducen las emisiones de óxidos de azufre del FCC, protegen el catalizador de FCC de la contaminación por nitrógeno y metales, mejoran losrendimientos del craqueo y reducen el contenido de azufre de los productos obtenidos en el proceso de FCC (incluidos aquellos que se incorporan a la gasolina y a las mezclas de diésel).

Casi todas las unidades de FCC de las refinerías que producen gasolina con bajo contenido de azufre tienen hidrotratadores posteriores (hidrotratador de nafta de FCC) para extraer el mayor contenido de azufre de la nafta de FCC, una importante mezcla de componentes de gasolina que produce el FCC.

-Los hidrotratadores de destilados eliminan el azufre de las mezclas de componentes de combustible destilado individual o las mezclas de las mismas, como así también otros flujos de refinación, para cumplir con las especificaciones sobre el contenido de azufre final en los productos terminados (y, en algunos casos, también con las especificaciones de aromáticos y de la cantidad de cetano).

PROCESOS DE COMBINACIÓN

Se utilizan dos procesos de combinación, la polimerización y la alquilación, para unir entre sí pequeñas moléculas deficitarias en hidrógeno, denominadas olefinas, recuperadas del craqueo térmico y catalítico, con el fin crear materiales de mezcla de gasolinas de más valor. POLIMERIZACIÓN

La polimerización es el proceso que consiste en combinar dos o más moléculas orgánicas insaturadas (olefinas) para formar un sola, más pesada, con los mismos elementos y en la misma proporción que en la molécula original. Convierte las olefinas gaseosas, como el etileno, el propileno y el butileno convertidos por unidades de craqueo térmico y de líquidos, en moléculas más pesadas y complejas, de mayor índice de octano, como la nafta y las cargas petroquímicas. La carga de olefinas se trata previamente para eliminar los compuestos de azufre y otros constituyentes sin valor, y después se hace pasar sobre un catalizador fosforoso, generalmente un catalizador sólido o ácido fosfórico líquido, donde tiene lugar una reacción polimérica exotérmica.

Para ello se requiere el empleo de agua refrigerante y la inyección de una carga fría en el reactor con el fin de controlar las temperaturas a distintas presiones. Se elimina el ácido de los líquidos mediante un lavado cáustico, se fraccionan los líquidos y se recicla el catalizador ácido. El vapor se fracciona para extraer los butanos y se neutraliza para eliminar trazas de ácido (véase la Figura 78.12).

Si entra agua en contacto con el ácido fosfórico, por ejemplo durante el lavado con agua en las paradas, se producirá una intensa corrosión que acarreará la avería del equipo. La corrosión alcanza también a las tubuladuras,

Page 3: ALQUILACIÓN

rehervidores, intercambiadores de calor y otros puntos donde pueda depositarse ácido.

Existe riesgo de exposición a solución de lavado cáustico (hidróxido sódico), al ácido fosfórico utilizado en el proceso o

eliminado mediante lavado durante las revisiones generales, y al catalizador en polvo. Es posible que se produzca asimismo una reacción exotérmica incontrolada en caso de pérdida de agua refrigerante.

ALQUILACIÓN La alquilación combina las moléculas de las olefinas

producidas en el craqueo catalítico con las de isoparafinas para aumentar el volumen y octanaje de las mezclas de gasolina. Las olefinas reaccionan con las isoparafinas en presencia de un catalizador muy activo, por lo general ácido sulfúrico o ácido fluorhídrico (o cloruro de aluminio) para crear una molécula parafínica de cadena ramificada larga, denominada alquilato (isooctano), con excepcionales cualidades antidetonantes. A continuación, el alquilato se separa y se fracciona. Las temperaturas de reacción, relativamente bajas, de 10 °C a 16 °C para el ácido sulfúrico, 27 °C a 0 °C para el ácido fluorhídrico y 0 °C para el cloruro de aluminio, se controlan y mantienen mediante refrigeración (véase la Figura 78.13).

ALQUILACIÓN

En la terminología del refino de petróleo el término de alquilación se emplea para la reacción de olefinas de bajo peso molecular con una isoparafina, para dar isoparafinas de mayor peso molecular. Aunque la alquilación puede tener lugar a altas temperaturas y presiones en ausencia de catalizador, los únicos procesos de importancia comercial trabajan a baja temperatura en presencia de ácido sulfúrico o fluorhídrico. Las reacciones que tienen lugar en ambos procesos son complejas y el producto tiene un amplio rango de puntos de ebullición. Eligiendo adecuadamente las condiciones de operación, la mayor parte de los productos pueden incluirse en el rango de puntos de ebullición de la nafta, con números de octano entre 94 a 99.

ALQUILACIÓN

En la industria del petróleo, la alquilación es un proceso de síntesis química que consiste en LA REACCIÓN DE OLEFINAS LIGERAS (tales como etileno,

propileno y semejantes) CON HIDROCARBUROS SATURADOS (usualmente 2-metilpropano, mejor conocido como isobutano) dando lugar a hidrocarburos saturados de cadena ramificada para obtener un producto de alto peso molecular y un número grande de carbonos. La reacción se da en presencia de un catalizador, el cual puede ser ácido sulfúrico o ácido fluorhídrico.

Su aplicación principal actual está en la producción de gasolina automotora sin plomo. En la práctica real de refinería, la materia prima para el proceso de alquilación es el Isobutano (o una corriente rica en isobutano), este Isobutano es recuperado de los gases de refinería o producido por isomerización del isobutano.

ALQUILACIÓN

La alquilación combina las olefinas livianas (principalmente olefinas C4 y algunas C3) con isobutano para producir una mezcla de componentes de gasolina (alquilato) de alto octanaje (≈ 90-94 RON). Las olefinas livianas y la mayoría (o todos) los isobutanos provienen de la unidad de FCC de la refinería. Por ende, las unidades de alquilación se encuentran sólo en las refinerías que disponen de unidades de FCC.

Debido a la naturaleza del proceso de alquilación, el alquilato no contiene aromáticos ni azufre, lo cual lo convierte en una mezcla de componentes de gasolina especial. Prácticamente todas las unidades de alquilación utilizan un fuerte catalizador ácido líquido, ya sea ácido fluorhídrico (HF) o ácido sulfúrico (H2SO4), según el proceso de que se trate. Ambos procesos requieren una operación cuidadosa a causa de los posibles riesgos ambientales y de salud pública que representan estos ácidos.

Page 4: ALQUILACIÓN

ALQUILACIÓN DEL ÁCIDO SULFÚRICO. En las unidades de alquilación de ácido sulfúrico en cascada, penetran en el reactor cargas de propileno, butileno, amileno e isobutano fresco, entre otras, y allí entran en contacto con el catalizador de ácido sulfúrico. 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. El calor de la 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.

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 desisobutanizadora. El isobutano obtenido en la sección superior del desbutanizador se recicla, y los restantes hidrocarburos se separan en una torre de redestilación y/o se envían a la operación de mezcla.

ALQUILACIÓN DEL ÁCIDO FLUORHÍDRICO. Hay dos tipos de procesos de alquilación del ácido fluorhídrico:

Phillips y UOP. En el proceso Phillips, la carga de olefina e isobutano se seca y pasa a una unidad combinada de reacción y decantación. El hidrocarburo procedente de la zona de decantación se carga en el fraccionador principal. El producto de evaporación de la sección superior del fraccionador principal pasa a un despropanizador. 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. El isobutano se extrae delfraccionador principal y se recicla en el reactor/decantador, y el alquilato del fondo del fraccionador principal se envía a un divisor. El proceso UOP utiliza dos reactores con divisores separados.

La mitad del material seco se carga en el primer reactor, junto con isobutano reciclado y de relleno, y después en su decantador, donde se recicla el ácido y se carga el hidrocarburo en el segundo reactor. La otra mitad del material va al segundo reactor; el ácido del decantador se recicla y los hidrocarburos se cargan en el fraccionador principal. El proceso subsiguiente es similar al Phillips en que el producto de la sección superior del fraccionador principal pasa a un despropanizador, se recicla el isobutano y se envía el alquilato a un divisor.

REACCIONES DE ALQUILACIÓN

En los procesos de alquilación que emplean ácido fluorhídrico o sulfúrico como catalizadores, sólo reaccionan con las olefinas las isoparafinas con átomos

, como el isobutano o el de carbono terciariosisopentano. En la práctica sólo se usa el isobutano, pues el isopentano tiene un número de octano suficientemente alto y presión de vapor baja, por lo que puede ser mezclado directamente para dar naftas.

El proceso que usa ácido sulfúrico es mucho más sensible a la temperatura que el proceso que usa fluorhídrico. Con ácido sulfúrico es necesario llevar a cabo las reacciones a 50 o 70º F o menos, para minimizar las reacciones de oxidación-reducción, que dan como resultado la formación de asfaltos y

desprendimiento de SO2. Si el catalizador es ácido fluorhídrico anhidro, la temperatura se limita normalmente a 100º F o menos. En ambos procesos, el volumen de ácido empleado es aproximadamente igual a la carga de hidrocarburo líquido y se mantiene suficiente presión en el sistema como para mantener los hidrocarburos y el ácido en fase líquida. Se emplean elevadas relaciones isoparafina/olefina (de 4:1 a 15:1

para minimizar la polimerización y elevar el molar) número de octano. Para obtener elevada calidad de producto y altos rendimientos es esencial que haya una eficaz agitación para aumentar el contacto entre las fases acida y de hidrocarburo. Se usan en general tiempos de contacto de 10 a 40 minutos. El rendimiento, la volatilidad y el número de octano del

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producto se regulan ajustando la temperatura, la relación ácido/hidrocarburo y la relación isoparafina/olefina. Para las mismas condiciones de operación, los productos obtenidos de los procesos de alquilación con fluorhídrico y con sulfúrico son muy similares. Para ambos procesos las variables más importantes son:

Temperatura de reacción.

Concentración del ácido

Concentración de isobutano

Velocidad espacial de la olefina.

QUÍMICA DE LA ALQUILACIÓN. VARIABLES DEL PROCESO

Las variables de proceso más importantes son la temperatura de reacción, la concentración del ácido, la concentración de isobutano y la velocidad espacial de la olefina. Los cambios en estas variables afectan al rendimiento y a la calidad del producto.

LA TEMPERATURA DE REACCIÓN tiene mayor

efecto en los procesos con ácido sulfúrico que en los procesos con ácido fluorhídrico. Las temperaturas bajas proporcionan altos rendimientos, y el efecto de cambiar la temperatura de la reacción con ácido sulfúrico de 0º C a 15º C es hacer bajar el número de octano de los productos de una a tres unidades, según la eficacia de mezcla del reactor. En la alquilación con ácido fluorhídrico, aumentando la temperatura del reactor de 15º a 50º C se degrada la calidad del alquilato en tres octanos.

EN LA ALQUILACIÓN CON ÁCIDO SULFÚRICO, las bajas temperaturas hacen que la viscosidad del ácido sea elevada, de modo que se ve dificultada la mezcla adecuada de los reactantes y su posterior separación. A temperaturas por encima de 20º C, empieza a ser significativa la polimerización de las olefínas, y el rendimiento disminuye. Por estas razones la temperatura normal del reactor con ácido sulfúrico es de 4º a 10º C, con un máximo de 20º C y un mínimo de 0º C.

PARA LA ALQUILACIÓN CON ÁCIDO FLUORHÍDRICO, la temperatura tiene menos importancia y las temperaturas del reactor están normalmente en el intervalo de 20º a 35º C. La concentración del ácido tiene efectos variables sobre la calidad del alquilato, dependiendo de la eficacia del mezclado en el reactor, y del contenido en agua del ácido. En la alquilación con ácido sulfúrico, se obtienen las mejores calidades y los más altos rendimientos con concentraciones de ácido

del 93 al 95% en peso de ácido, 1 a 2% de agua y el resto hidrocarburos diluyentes. La concentración de agua en el ácido le disminuye su actividad catalítica de 3 a 5 veces más que los hidrocarburos diluyentes, y así un ácido del 88% con un 5% de agua tiene mucha menor eficacia catalítica que la misma concentración de ácido con un 2% de agua. Cuanto peor sea el mezclado en el reactor tanto más elevada ha de ser la concentración del ácido necesario para mantener baja la dilución. Aumentando la concentración del ácido del 89 al 93% en peso se mejora la calidad del alquilato en uno o dos octanos.

En la alquilación con ácido fluorhídrico se consiguen los mayores números de octano con un rango de concentraciones del ácido del 86 al 90% en peso. Los procesos industriales trabajan usualmente con concentraciones de ácido entre el 83 y el 92% y contienen menos del 1 % de agua.

La concentración de isobutano se expresa generalmente por la relación isobutano/olefina. Altas relaciones isobutano/olefina aumentan el número de octano y el rendimiento, y reducen las reacciones laterales y el consumo de ácido. En la práctica industrial la relación isobutano/olefina de la carga del reactor es entre 5:1 y 15:1 molar. Los reactores que disponen de recirculación interna para aumentarla la relación de alimentación al reactor, emplean relaciones internas desde 100:1 hasta 1000:1.

LA VELOCIDAD ESPACIAL DE LA OLEFINA se define

como el volumen de olefina introducido por hora dividido por el volumen de ácido del reactor. Disminuyendo la velocidad espacial de olefina se reduce la producción de hidrocarburos de elevado punto de ebullición, se aumenta el número de octano y se disminuye el consumo de ácido. La velocidad espacial de la olefina es un modo de expresar el tiempo de reacción, y otro modo es usando el tiempo de contacto. El tiempo de contacto se define como el tiempo de residencia del alimento fresco y del isobutano recirculado externamente en el reactor. El tiempo de contacto para la alquilación con ácido fluorhídrico está entre 5 y 25 minutos, y para la alquilación con ácido sulfúrico entre 5 y 40 minutos.

MATERIAS PRIMAS DE LA ALQUILACIÓN

Como alimentación para las unidades de alquilación se emplean olefinas e isobutano. Las fuentes principales de olefinas son las operaciones de craqueo catalítico y coquización. Las olefinas más comúnmente usadas son los butenos y propenos, pero

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en algunos casos se emplean etileno y pentenos. Las olefinas pueden producirse por deshidrogenación de parafinas, y el isobutano es craqueado comercialmente para proporcionar el alimento para las unidades de alquilación.

PRODUCTOS DE LA ALQUILACIÓN

Además de la corriente de alquílato, los productos que salen de la alquilación contienen propano y butano normal que entran con el alimento saturado y no saturado, así como una pequeña cantidad de asfalto producido por reacciones de polimerización. Las corrientes de productos que se obtienen de una unidad de alquilación son:

Propano líquido grado GLP

Butano normal líquido

Alquílato C+5

Asfaltos.

Sólo un 0,1 % en volumen de la olefina alimentada se convierte en asfaltos. No son realmente asfaltos sino un aceite muy viscoso de color pardo oscuro que contiene mezclas complejas de ciclopentadienos con cadenas laterales.

CATALIZADORES

El ácido sulfúrico concentrado y el ácido fluorhídrico son los únicos catalizadores usados hoy comercialmente para la producción de nafta alquilada de alto número de octano, pero se utilizan otros catalizadores para la producción de etilbenceno, cumeno, y bencenos alquilados con largas cadenas laterales (C12 a C16).

LA ALQUILACIÓN TÉRMICA es un proceso no catalizado que requiere temperaturas en el orden de 510 ° C (cerca de 950 ° F) y presiones en el rango de 18-55 MPa (3000-8000 lb / in2). Se cree que la reacción procede por medio de un intermedio radical libre (neutral) y es mucho menos específico que el proceso catalizado por ácido. El hidrocarburo de iniciación es usualmente isobutano, y la olefina es etileno, propileno, u olefinas más altas como butenos. La naturaleza de los reactantes influencia la calidad del alquilato. Por ejemplo, la alquilación de 1-buteno con isobutano da un alquilado con un número de octano de investigación de aproximadamente 93, mientras que usando 2-buteno como olefina produce un alquilato de número de octano de investigación de aproximadamente 98.

VARIABLES CONTROLANTES DEL PROCESO DE ALQUILACION A continuación se presentan las variables que tienen mayor influencia en el proceso de alquilación y que son permanentemente vigiladas para mantener una buena calidad del alquilato:

1- Temperatura de reacción 2- Relación isobutano/olefinas 3- Concentración del ácido 4- Relación ácido/hidrocarburo 5- Tiempo de reacción 6- Presión del reactor

1- TEMPERATURA DE REACCIÓN

La temperatura a la cual se efectúa la reacción de alquilación es una de las variables de proceso más importante. A bajas temperaturas de reacción se mejora la calidad del alquilato, aumenta el octanaje y disminuye el punto de ebullición final del alquilato, reduciendo la formación de polímeros; sin embargo, el contenido de fluoruros combinados se incrementa. Las temperaturas óptimas a mantener durante una reacción de alquilación oscilan entre 60 °F y 110 °F. 2- RELACIÓN ISOBUTANO/OLEFINAS

Se entiende por relación isobutano/olefinas, al cociente entre el total de isobutano que entra a los reactores, (isobutano presente tanto en la corriente de olefinas, como el isobutano en la corriente de reciclo) y el total de olefinas presentes en la corriente de carga al reactor. Mantener una relación alta de isobutano a olefinas, es algo necesario y beneficioso, ya que ello garantiza que todas las olefinas de la corriente de alimentación reaccionen; pero si las relaciones son muy altas, pueden traer como consecuencia, un arrastre de ácido (HF) al despojador de isobutano, debido al bajo tiempo de retención, para obtener mejor separación de fases. 3- CONCENTRACIÓN DEL ÁCIDO FLUORHÍDRICO

La concentración del ácido fluorhídrico circulante en la planta, resulta de un balance entre la calidad de la alimentación, las condiciones de la reacción, la cantidad regenerada y las condiciones en que se opere el regenerador. 4- RELACIÓN ÁCIDO/HIDROCARBURO

La relación ácido/hidrocarburo, es una variable dé operación que indica la cantidad de ácido que necesitan los hidrocarburos que entran a los reactores, para una buena reacción, entendiendo por hidrocarburo el total de barriles de isobutano más el

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total de barriles de olefinas que vienen de la Unidad de FCC.

5- TIEMPO DE REACCIÓN

El tiempo de reacción va a depender de la cantidad de olefinas que se esté procesando, de la relación de isobutano/olefinas y la relación ácido/hidrocarburo. Por esto, las relaciones volumétricas son vigiladas con mucho celo, para garantizar que el tiempo de reacción sea el apropiado y no se produzcan reacciones secundarias en el reactor.

6- PRESIÓN DEL REACTOR La presión del reactor depende directamente de la

presión del despojador de isobutano, por lo tanto la presión es controlada en el despojador. La presión al reactor en sí, no es una variables del proceso, pero debe ser suficiente para mantener todos los hidrocarburos en estado líquido; cualquier burbuja de vapor hará que el ácido no se asiente adecuadamente en el asentador de ácido.