Realizado por: Gabriel Mujica y Marco Belandria ALQUILACIÓN DE CRUDO Realizado por: Gabriel Mujica y Marco Belandria 18 de marzo de 2009

Contenido Definición Descripción del Proceso Mecanismo de Reacción Tipos de Alquilación Contaminantes del Proceso

Definición + + Parafina ramificada Parafina ramificada En general: Hidrocarburo Saturado (alcano) H+ Parafina ramificada + Hidrocarburo Insaturado (alqueno) En refinación: Olefina ligera C3 C4 C5 H+ Parafina ramificada Parafina +

Descripción del Proceso de Alquilación Alimentación Tabla 1: Composición de la alimentación para Proceso de Alquilación Componente % molar Media % molar Propano 5,0-20,0 16,0 Isobutano 1,0-45,0 22,7 n-Butano 2,0-10,0 4,4 Butadieno 0-0,5 0,2 Propileno 20,0-50,0 29,3 Butileno 10,0-40,0 27,2 Pentano + 0,5-2,0 Etano -

Descripción del Proceso de Alquilación Productos Tabla 2: Algunos Productos del Proceso de Alquilación Compuesto RON MON 2,3-dimetilbutano 104,3 94,2 2-metilpentano 73,4 73,5 3-metilpentano 74,5 73,3 2,2-dimetilpentano 92,8 95,6 2,3-dimetilpentano 91,1 88,5 2,2,4-trimetilpentano 100,0 2,3,4-trimetilpentano 102,5 95,5 2,3-dimetilhexano 71,3 78,9 3,4-dimetilhexano 76,3 81,5 2,3,3-trimetilpentano 106,0 99,4

Descripción del Proceso de Alquilación Variables a Controlar Relación isobutanos/olefinas  (5:1 – 15:1) Concentración del ácido  (88-90)% Relación ácido/hidrocarburo  (1:1 – 5:1) Temperatura y Presión del Reactor  (<38oC y 200 PSGI) Tiempo de reacción  (8 – 30) min

Descripción del Proceso de Alquilación En General

Mecanismo Iniciación: Adición Electrofílica 1 + (A) Carbocatión Estable Propagación: Adición Electrofílica 2

Se repite la reacción con alguna olefina, por ejemplo (A) Mecanismo Rearreglo a Carbocatión Estable Carbocatión Estable Se repite la reacción con alguna olefina, por ejemplo (A)

Tipos de Alquilación Alquilación con HF Alquilación con H2SO4 Alquilación con Catalizadores Sólidos

Unidad de Alquilación Phillips con HF Alquilación con HF Unidad de Alquilación Phillips con HF James H. Gary; Glenn E. Handwerk “Petroleum Refining: Technology and Economy”. Fourth Edition. Pp 222-224

Alquilación con H2SO4 Unidad de Alquilación de autorefrigeración con H2SO4 (Licensed by Exxon Research and Engineering) James H. Gary; Glenn E. Handwerk “Petroleum Refining: Technology and Economy”. Fourth Edition. Pp 226- 227

Comparación de los procesos con HF y H2SO4

Alquilación con HF Se dispone de diseños del reactor más pequeño y más simple. Puede usarse agua fría como refrigerante. Se requieren sedimentadores más pequeños para las emulsiones. Se produce la regeneración prácticamente completa del HF catalizador. Por ello el consumo de HF y su costo son muy bajos. No se requiere buscar aplicación del ácido agotado. Hay mayor flexibilidad de operación por lo que respecta a la temperatura, razón externa de isobutano a olefina, etc. Hay menor necesidad de turbulencia o agitación al mezclar las corrientes de ácido e hidrocarburo.

Alquilación con H2SO4 En los procesos con HF se requiere un equipo adicional para recupera o neutralizar el HF. Con H2SO4 se neutraliza la corriente de salida de hidrocarburo globalmente. En los procesos con HF se requiere equipo de secado de las corrientes de alimentación de pocos ppm. En los procesos con ácido sulfúrico el secado es beneficioso pero generalmente no se necesita. El isobutano no se emplea por completo, pues se da una autoalquilación en gran extensión cuando se usa HF como catalizador, situación que disminuye cuando se usa ácido sulfúrico. Los costos de mantenimiento y el importe del equipo de seguridad son mayores en los procesos con HF.

Alquilación con Catalizadores Sólidos Isobutano Hidrógeno Reactor sistema (1) Producto de destilación (3) Olefina Isobutano n- butano Producto alquilado Regenerador del catalizador (2) Hidrógeno

Contaminantes del Proceso de Alquilación Agua (0,5-1) %p: dilución el ácido, forma azeótropo con HF. Azufre (<20 ppm): formación polímeros, dilución el ácido. Nitrógeno (<10 ppm): formación floururos de amonio, taponamientos en las tuberías y reactores, aumento del flujo de fondo del regenerador. Diolefinas (0,5 %mol): formación de polímeros, disminuye la calidad del alquilato, aumenta el consumo de HF. Etano/Etileno (0,5 %mol): deterioro de válvulas y pérdida de HF por venteo.

GRACIAS