tecnología química industrial · pureza (%metano y etano) ! muy reactivo (polimerización,...

Tecnología Química Industrial

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Producción de olefinas

!   Craqueo con vapor de hidrocarburos. !   Alimentaciones: naftas, gasoil, etano,… !   Según la alimentación se tiene una distribución de

productos !   Unidades básicas:

!   Pirólisis !   Fraccionamiento primario !   Compresión !   Fraccionamiento a baja temperatura !   Fraccionamiento a alta temperatura

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Producción de olefinas mediante craqueo con vapor de una nafta

Diagrama simplificado

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Reactor (horno) de craqueo

Reacción de craqueo

Año 2000: Megacrackers Capacidades: Alimentación naftas 1000kt etileno /año Alimentación etano 1500kt etileno/año

Varios hornos en paralelo: Tamaño Mantenimiento (decoquización)

Tiempo de residencia para nafta <0,2s

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Producción de olefinas mediante craqueo con vapor de una nafta

Diagrama simplificado

• Separar fuel oil • Condensar gasolina • Separar agua • Aprovechar energía

• Recuperar todo el agua • Recuperar gasolina pirólisis • Separar CO2 y H2S • Obtener temperaturas practicables en separación

• Separar componentes

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Rendimientos en función de las alimentaciones al cracker.

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Productos derivados del etileno

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Productos derivados del propileno

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Productos derivados de BTX

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Productos derivados de BTX

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Etileno !   Temp. normal ebullición -103.71ºC !   Límites de explosividad 3-34%v !   Dos variedades High Grade y Low Grade en función de la

pureza (%metano y etano) !   Muy reactivo (polimerización, oxidación, halogenación,

alquilación, …) !   Capacidad mundial (2007) 125 millones de toneladas. !   Producción mundial (2008) 110 millones de toneladas. !   Crecimiento annual aprox. 3-4% !   Precio 800-1000!/tn !   Usos:

!   Polietileno 60% !   Cloruro de vinilo 16% !   Oxido de etileno 11% !   Etilbenceno 7% !   Acetaldehido 2% !   Otros 4%

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Polietileno !   Polimerización del etileno

!   Procesos a alta y baja presión para producir diferentes polímeros.

!   El polímero más consumido en el mundo. Producción cerca de los 70 millones de toneladas.

!   Varios tipos de polietileno: PE Baja densidad, PE Baja densidad lineal, PE alta densidad,…

!   Usos: adhesivos, almacenamiento, industria automóvil, cables eléctricos, embalajes, plásticos agrícolas, tuberías y conductos,…

n CH2=CH2 (CH2 CH2)n

ldpe hdpe

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Fuente: Repsol-YPF

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PE Baja densidad

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Polietileno de baja densidad

Baja conversión por paso (30-35%) y tiempo residencia 1 a 5 min

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Procesos de polimerización a baja presión

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PE Alta densidad

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Polietileno de alta densidad (polimerización en suspensión)

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Cloruro de vinilo monómero

!  Temp. normal ebullición -14ºC !  Base para la fabricación del PVC (crecimiento

4-5% anual) !  Producción mundial alrededor de 30 millones

de toneladas !  Producción mediante un proceso balanceado

de cloración directa y oxicloración !  Plantas de capacidad 1000t/d – 1800t/d

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Diagrama de bloques del proceso de fabricación de VCM

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Cloración directa

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Oxicloración

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Destilación del EDC

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Craqueo del EDC

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Destilación del VCM

PVC

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!   57% proviene de un recurso inagotable

!  Buena resistencia mecánica y al impacto

!  No arde (debido al cloro)

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Fabricación PVC

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Reactor de polimerización

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Óxido de etileno !   Tiene una temperatura normal de ebullición de 10,4ºC. !   Es un producto explosivo e inflamable. La región de inflamabilidad con

aire es desde el 2,7% al 100%. !   Producto muy versátil, sus derivados tienen usos tan diversos como:

plásticos, disolventes, cosméticos, líquido de frenos, anticongelantes,… !   Se estima un crecimiento anual del 5%. Debido al incremento de

monoetilenglicol (cerca del 60% de la producción de OE) para la fabricación de poliésteres.

!   Las capacidades de las plantas van desde las 100.000t/a hasta las 600.000t/a (la más grande de 700.000t/a está en diseño)

!   La producción anual está en torno a los 12Mt/a !   El proceso de fabricación es oxidación del etileno con aire o con

oxígeno.

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Usos del óxido de etileno

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Óxidacion con oxígeno. Diagrama de bloques.

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Óxidacion con oxígeno. Diagrama de proceso.

Alimentaciones por 100t/d de OE

• 2577,2Nm3/h de oxígeno (126t/d)

• 125 t/d de etileno

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Óxidacion con aire. Diagrama de proceso.

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Comparación procesos

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Estireno !  Líquido incoloro de punto de ebullición a

presión atmosférica de 145ºC !  Es un monómero commodity para fabricación

de diversos polímeros: poliestireno, resinas ABS, cauchos, poliesteres…

!  Producción vía etilbenceno mediante etileno y benceno.

!  Capacidad mundial de 19 millones de t/a !  Buena tasa de crecimiento, >4%

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Usos del estireno

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Fabricación de etilbenceno

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Fabricación de estireno

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Coproducción de estireno y óxido de propileno

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PS expandido SAN

Resina ABS