Refinacin del Petrleo

Refinacin del Petrleo2014

INSTITUTO POLITCNICO NACIONALEscuela Superior de Ingeniera y ArquitecturaAsignatura: Qumica del petrleo.Temas:Desintegracin cataltica.Isomerizacin.Reforming Cataltico.Profesora: I.QI. Marta CorralAlumnos:Barranco Medina JimenaCastaeda Cruz Jos EduardoGallegos Guzmn Briana AmeliaGonzlez Jimnez Oscar Ramos Oliva Alejandro

ndice Desintegracin cataltica.3

Isomerizacin6

Reforming Cataltico..10

Bibliogafa13

DESINTEGRACIN CATALTICA (CRACKING)La desintegracin cataltica, tambin conocido como cracking o Fluid Catalytic Cracking (FCC por sus siglas en ingls), es un proceso que consiste en el rompimiento de las molculas de los gasleos que, expuestas al calor en un reactor y puestas en contacto con un catalizador, generan nafta cataltica de 55 octanos. Aunque se estima que el hidrocarburo tenga como destino convertirse en nafta cataltica, no siempre sucede as, puesto que en el proceso se presentan diversos fenmenos que ocasionan la produccin considerable de coque (carbono).

Podemos observar en este diagrama que la desintegracin cataltica es la parte final del proceso dentro de la refinera, en donde obtenemos nafta de 55 octanos. Como productos finales de este proceso, se obtienen propano, propileno, butano, butileno, gasolina cataltica, aceite cclico ligero y el residuo.

Diagrama de flujo del proceso de planta de la desintegracin cataltica.

Reacciones en el proceso de desintegracin catalticaReacciones primariasReacciones secundarias

ParafinaParafina + olefinaAromticos

Alquil- naftenoNafteno + olefinaAromticos

Alquil- aromticoAromtico + olefinaIsoparafinas

Eicosano hexano octano ciclohexano

Isomerizacin CatalticaLa isomerizacin es un caso particular de reformacin donde los hidrocarburos parafinicos normales isomerizan a ramificados, mejorando sustancialmente el nmero de octano. Las cargas aptas son los cortes de menos de 70C de punto de ebullicin, compuestos fundamentalmente pentanos y hexanos. La reaccin tpica sera:

Adems del uso en la industria del petrleo como mejorador de las mezclas para motonaftas, el proceso de isomerizacin tiene amplia aplicacin en petroqumica, como por ejemplo en la obtencin de isopremo(produccin de caucho sinttico), por deshidrogenacin del isopentano. En las refineras suele isomerizarse el normal butano para obtener isobutano, carga de unidades de alquilacin.Las reacciones de isomerizacin de parafinas de bajo peso molecular son termodinmicamente probables a bajas temperaturas (100-150C), aunque la velocisad de reaccin es muy baja. El uso de catalizadores permite poner los parmetros de selectividad y rendimiento dentro de valores tecnolgicamente razonables.Los primeros catalizadores utilizados eran compuestos de cloruro de aluminio, siendo abandonados por su falta de selectividad al dar reacciones secundarias como el craqueo, y corrosin por formacin de de cido clorhdrico. Los catalizadores bifuncionales del tipo O3Al-Pt (o paladio),de buena selectividad requieren de temperaturas del orden de 300-400C, para lograr buenos rendimientos.Los procesos modernos utilizan catalizadores de almina clorada en atmsfera de hidrgeno, bajo presin de 30 kg/cm2 y temperatura moderada 140C. Bajo estas condiciones operativas se consigue maximizar la isomerizacin y minimizar el hidrocraqueo. El catalizador pierde cloro como HCl, que debe ser repuesto agregando percloro-etileno.Unidad de isomerizacin

Las impurezas de las cargas de isomerizacin, como compuestos de azufre, nitrgeno y oxgeno, daan a l catalizador y deben ser eliminadas previamente. La materia prima es sometida a una depuracin por hidrotatramiento sobre catalizadores de cobalto-molibdeno, utilizando parte del hidrgeno del platforming. La humedad provoca prdidas importantes de actividad por desclorinacin del catalizador, siendo por lo tanto necesario minimizarla.Tanto la corriente del hidrgeno como la materia prima, son pasadas por tamices moleculares para eliminar el agua.Los gases separados producto de reacciones secundarias, contienen pequeas cantidades de cido clorhdrico, debinodose neutralizar con soda custica. La reposicin de cloro es mnima, estando en orden de 70 kg/da para una carga diaria de 700 Tm de corte C5/C6.La isomerizacin de las parafinas es exotrmica, involucrando unos 6 a 8 Kj/mol, mientras que la energa de activacin es del orden de 40 Kj/mol. El equilibrio termodinmico se desplaza hacia los reactivos (n-parafinas) con el aumento de temperatura.En presencia de catalizadores cidos el mecanismo de reaccin responde a la teora de los iones carbonio (R+), producindose en la continuidad de la cadena de reacciones el desplazamiento de los radicales metilo. Las bajas temperaturas y la presin del proceso impiden que se profundicen las reacciones como en el CC o el platforming:

Anlisis de carga y producto de isomerizacin.

Reforming catalticoEs unproceso qumicoutilizado en el refino delpetrleo, y es fundamental en la produccin de gasolina. Tiene como objetivo fundamental el aumentar el nmero de octano de la nafta pesada obtenida en la destilacin atmosfrica del crudo.Esto se consigue mediante la transformacin de hidrocarburos parafnicos y naftnicos en isoparafnicos y aromticos. Dichas reacciones producen tambin hidrgeno, un subproducto valioso que se aprovecha en otros procesos de refino.Para ello se utilizan altas temperaturas (490-530C), presiones moderadas (10-25 bar) y catalizadores slidos de platino y otros metales nobles soportados sobre almina.Las unidades de reformado cataltico constan generalmente de tres secciones fundamentales: desulfuradora de nafta, reformado cataltico propiamente dicho, estabilizacin y fraccionamiento.

Diagrama de flujo Reforming Cataltico

Reacciones involucradas en el proceso de reformacion catalitica:Las cuatro reacciones principales que toman lugar durante la reformacin son deshidrogenacin de naftenos a aromticos, deshidrociclizacin de parafinas a aromticos (estas primeras envuelve en la generacin de hidrogeno), posteriormente la isomerizacin y el hidrocraqueo.Reacciones de DeshidrogenacinEstas reacciones son promovidas por el Platino, son altamente endotrmicasy causan una disminucin de la temperatura a medida que la reaccinprogresa. Las altas temperaturas favorecen la formacin de aromticos (el equilibrio se desplaza hacia la derecha). Las altas presiones parciales del hidrgeno desplazan, sin embargo, el equilibrio hacia la izquierda. La velocidad relativa de reaccin es muy alta.Las reacciones de deshidrogenacinDeshidrogenacion de alquilciclopentanos a aromticos

Deshidroisomerazion de alquiciclopentanos o aromticos

Deshidrogenizacion de parafinas o aromaticos

Reacciones de HidrocraqueoLas reacciones de hidrocraqueo son exotrmicas, las velocidades de reaccin van de moderadas a altas y generan como productos componentes lquidos livianos y gases. Hay reacciones relativamente lentas y por lo tanto la mayora del hidrocraqueo ocurre en la ltima seccin del reactor. La mayora de las reacciones de hidrocraqueo incluyen reacciones de craqueo y saturacin de parafinas, como se muestra a continuacin

Bibliografa: Usos y abusos de las gasolinas / Isaac Schifter, Esteban Lpez Salinas /Fondo de Cultura Econmica / pgs.: 42-47 Enciclopedia de salud y sefuridad en el trabajo- petrleo y gas natural, industrias qumicas/Proceso de refino del petrleo/ Richard S. Kraws/captulo 78Pginas consultadas: http://itzamna.bnct.ipn.mx/dspace/bitstream/123456789/9257/1/73.pdf http://www.fcai.uncu.edu.ar/upload/LIBRO%20TOMO%201.pdf http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/TextosOnline/EnciclopediaOIT/tomo3/78.pdf

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