CAPTULO 8.2 (PROCESOS DE HIDROGENACION SELECTIVA)____________________________________________________________La presencia de dienos y acetilenos en corrientes olefnicas ligeras es indeseable con frecuencia, y esos contaminantes reactivos deben eliminarse de las corrientes sin afectar la naturaleza.Los dienos y acetilenos se eliminan por hidrogenacin selectiva para formar las monoolefinas, usando condiciones moderadas de hidrogenacin.Las corrientes de olefina ligera se producen por desintegracin con vapor de agua, deshidrogenacin de parafinas C3/C4 o por desintegracin cataltica (FCC). ___________________________________________________________INTRODUCCIONChemische Werke Hls desarroll el concepto de hidrogenacin selectiva en 1963. El primer proceso Hls de hidrogenacin selectiva (PHS) es aplicable a todas las alimentaciones C3-C5, incluyendo las que contienen azufre, procedentes de las unidades FCC. La selectividad de la reaccin de hidrogenacin depende de la naturaleza del catalizador y de las condiciones de operacin. La hidrogenacin se hace en condiciones benignas, con un ligero exceso estequiomtrico de hidrgeno. UOP ha concesionado las unidades Hls para hidrogenacin selectiva de butadieno a butenos, para propadieno y metilacetileno para formar propeno, y para pentadienos a pentenos. Tambin UOP ofrece el proceso KLP para eliminar acetilenos de alimentaciones de butadieno, en forma selectiva.____________________________________________________________EL PROCESO KLP El 1,3-bmtadieno es un compuesto que se obtiene de la fraccin C4 de una unidad de desintegracin de nafta con vapor de agua. El corte C4 contiene hasta 60 por ciento de butadieno y tambin cantidades pequeas de acetilenos C4 que deben separarse del producto principal, el butadieno.Los compuestos acetilnicos, como el vinilacetileno y el etilacetileno, pueden eliminarse en forma selectiva usando el proceso KLP antes de la extraccin del butadieno.El proceso KLP se usa para convertir esencialmente el 100 por ciento de alfa-acetilenos a monoolefinas y butadieno. Este proceso es muy selectivo, y no hay prdida de rendimiento de butadieno, puede haber un ligero aumento en el rendimiento. Ya sin los acetilenos presentes, la extraccin del butadieno se puede efectuar en una unidad en una sola etapa. Proceso KLP: el butadieno extrado es de muy alta pureza, y las concentraciones tpicas de acetileno son menores que 10 ppm. La corriente de refinado I todava contiene bajas concentraciones de butadieno, que pueden eliminarse con la unidad PHS.

____________________________________________________________UNIDAD PHSLa eliminacin del butadieno contenido en una corriente se hace usando la unidad PHS con un catalizador de metal noble o de otra especie. El proceso se ha optimizado para minimizar las prdidas de 1-buteno y para reducir concentraciones de butadieno residual tan bajas como 10 ppm. Hls ha desarrollado con xito dos modos de operacin usando un catalizador de metal no noble, o uno de metal noble.Catalizador de metal no noble: los dienos y los acetilenos se hidrogenan en forma selectiva, y la concentracin del ismero n-buteno se desplaza hacia su concentracin de equilibrio. A bajas temperaturas el 2-buteno es el que se favorece termodinmicamente.La isomerizacin de buteno que sucede en el catalizador PHS aumentar la relacin de 2-buteno a 1-buteno, de proximadamente 2 a 8. El mayor contenido de 2-buteno incrementar el octano del alquilado hasta en dos nmeros en unidades de alquilacin con HF. Catalizador de metal noble: la actividad de isomerizacin se suprime, mientras que se mantiene la actividad de hidrogenacin. Este modo de operacin produce 1-buteno de alta pureza y grado. Al reducir el contenido de dienos en las unidades de alquilacin catalizadas por HF y H2SO4 se disminuye el consumo de cido y aumenta el rendimiento de alquilado.

Proceso de hidrogenacin selectiva(PHS): la alimentacin se combina con hidrgeno en relacin estequiomtrica de acuerdo con el contenido de dieno y acetileno en la alimentacin. Entonces la hidrogenacin se efecta en un reactor de lecho fijo. En los casos en que la concentracin de dienos en la alimentacin es alta, se recircula una parte del efluente al reactor. El hidrgeno que sale del reactor est en una concentracin muy baja y no requiere eliminarse, a menos que alguno de los procesos posteriores sea sensible a gases no condensables.

Los modos de operacin: la misma alimentacin se usa con la misma tasa de adicin de hidrgeno y espacio velocidad. En el catalizador de metal no noble: se logra tener una buena hidrogenacin con un alto grado de isomerizacin de 1-buteno a 2-buteno. En el catalizador de metal noble: la unidad PHS se optimiza para la produccin de 1-buteno. Se alcanza la eliminacin completa de dienos y acetileno en ambos modos, y no hay prdida de n-butenos.En las refineras, la eliminacin de acetilenos y dienos de las corrientes C3 a C5 se logra con facilidad con la unidad PHS. Por ejemplo: el propileno grado polmero requiere menos de 5% en peso de dienos y acetilenos para cumplir con las especificaciones.Las corrientes C4 y C5 derivadas de una unidad FCC suelen contener bajas concentraciones de azufre. Para alimentaciones con azufre con aplicacin en la refinera se desarroll un catalizador de metal no noble, robusto y tolerante al azufre. La vida til del catalizador, de acuerdo con la experiencia comercial, se espera sea 4 aos o ms, siempre que se cumpla con las especificaciones de diseo.Las corrientes de olefinas C5 se pueden usar como alimentacin al proceso de alquilacin, o para la produccin de ter metl er-aml (TAME). En forma tpica, la alimentacin a una unidad TAME Ethermax requiere la reduccin de dienos en la corriente de olefinas con C5. Adems, se puede isomerizar el 3-metil-1-buteno en la unidad PHS para formar 2-metil-1-buteno y 2-metil-2-buteno, que reaccionan para formar TAME. Esto puede aumentar el rendimiento de TAME hasta en 8% en peso.___________________________________________________________PROCESO PHS-CBLa unidad PHS puede modificarse para eliminar con facilidad butadieno de las alimentaciones con altas concentraciones de ste. El proceso PHS-CB se puede usar en la produccin de 1-buteno de alta pureza. El producto del proceso PHS-CB se enva a una unidad Ethermax de ter metl ter-but (MTBE), o a una unidad de alquilacin indirecta (InAlK) de UOP, para eliminar el isobuteno. El MTBE o el refinado de la unidad InAlk se enva al proceso de separacin Hls de Buteno 1, para recuperar 1-buteno de alta pureza. En un esquema tpico, el n-butano y el 2-buteno se eliminan en una columna inicial, y se recupera 1-buteno de alta pureza como fondos de una segunda columna

Produccin de 1-buteno a partir de una alimentacin proveniente de una unidad de desintegracin con vapor de agua.Por ejemplo: una corriente cruda C4 procedente de una unidad de desintegracin con vapor de agua puede contener hasta 60% en peso de butadieno y puede procesarse con facilidad en la unidad Hls PHS-CB, donde CB representa butadieno concentrado. En el proceso PHS-CB, el uso de varios reactores junto con una corriente de recirculacin reduce la concentracin de butadieno y al mismo tiempo controla lo exotrmica de la reaccin. El proceso PHS-CB opera a temperaturas y presiones moderadas. El producto de la unidad PHS-CB contiene, hasta 10 ppm de butadieno en peso. El catalizador tiene una selectividad muy grande hacia las monoolefinas (99+ %) y est diseado para obtener un alto rendimiento de 1-buteno.____________________________________________________________TERMINOS Corrientes olefinicas: corrientes con compuestos con dobles enlacesDesintegracin Cataltica Fluida (FCC): El proceso FCC se basa en la descomposicin o rompimiento de molculas de alto peso molecular; esta reaccin se promueve por un catalizador slido con base en zeolitas en presentacin pulverizada, que se incorpora a los hidrocarburos de carga en un reactor de tipo tubular con flujo ascendente. A la salida del reactor, el catalizador se separa de los productos de reaccin a travs de ciclones, y el coque que se genera y adhiere al mismo por las altas temperaturas de reaccin, se quema en un equipo especial antes de recircularse al reactor.En el proceso se producen, adems de gasolina, productos ms ligeros como gas seco (metano y etano) y fracciones de 3 a 5 tomos de carbono, de carcter olefnico. Tambin se genera un producto pesado rico en aromticos, conocido como aceite cclico ligero, que se procesa en las hidrotratadoras de la fraccin diesel, y otro denominado aceite decantado que se incorpora al combustleo.UOP: Universal Oil ProductsNafta: es un derivado del petrleo extrado por destilacin directa, utilizado principalmente como materia prima de la industria petroqumica, en la produccin de alquenos, como etileno y propileno, as como de otras fracciones lquidas como benceno, tolueno y xilenos. Tambin se usa como disolvente, es utilizada para producir gasolina de alto octanaje, mediante el proceso de reformado cataltico y para la generacin de gas.HF: cido fluorhdrico