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  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

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    Instituto Nacional de Ecologa

    Libros INE

    CLASIFICACION AE 174

    LI RO

    Estudios Especiales de Evaluacin

    de Impacto Ambiental

    TO O

    I I I IIIII Ill

    I

    IIUI

    I I I I I I I I I I I I I IIIII I I I I

    AE 001740

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    2/131

    PLANEACION

    Y iPRYECTOS, S. C .

    ESTUDIOS ESPECIALES DE

    EVALUACION DE IMPACTO AMBIENTAL

    INDUSTRIA PETROQUIMICA BASICA

    Contrato Numero

    :

    84-7-BE-A-009-Y-0-4

    Responsable Tcnico

    p o r ,

    la Compaa

    :

    Ing . Jos Luis Ruiz Mijares

    Responsable Tcnico

    por

    la

    Direccin General

    :

    Ing, Jorge Vega Jimnez

    Fecha de Inicio

    :

    1 de octubre de 1984

    Fecha de Trmino

    :

    31 de diciembre de 1984

    Bosques de Ciruelos No . 186-Piso 10

    11700 Mxico ; D

    . F

    . Tel

    . 546-43-66

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

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    MONOGRAFIA

    A -

    VI

    PETROQUIMICA BASICA

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    4/131

    I N D

    I

    C

    E

    1

    DESCRIPCION DEL PROYECTO

    PAG.

    VI-1-1

    1 . 1 INTRODUCCION Y ANTECEDENTES

    VI-1-1

    .2 TECNICAS MAS COMUNES

    VI-1-6

    .2 .1 Amoniaco

    VI-1-6

    .2 .2 Metanol

    VI-1-9

    .2.3 Etileno

    VI-1-9

    1

    .2 .4 P o l i e t i l e n o

    VI-1-12

    .2 .5 Cloruro de Vinilo

    VI-1-14

    .2

    .6

    Oxido de Etileno y Glicoles

    VI-1-17

    .2 .7 Propileno

    VI-1-20

    .2.8 Polipropileno

    VI-1-23

    1 .2.9 Acrilontrilo

    VI-1-23

    .2 .10

    Dodecilbenceno

    VI-1-25

    .2

    .11

    Butileno

    VI-1-27

    .2 .12

    Benceno

    VI-1-29

    .2

    .13 Aromticos

    VI-1-33

    .2 .14 Xilenos

    VI-1-34

    .2 .15 Aromticos Pesados

    VI-1-36

    2

    DESCRIPCION DE LOS FACTORES AMBIENTALES COMUNMENTE

    2

    .1

    RELACIONADOS CON LA INDUSTRIA PETROQUIMICA BASICA

    VI-2-1

    FACTORES AMBIENTALES

    V1-2-1

    2

    .2 FACTORES ABIOTICOS

    VI-2-1

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    2

    .2 .1

    Aire

    PAG,

    V II

    2,1

    2

    .2.2 Agua

    VI,2,4

    2

    .2.3

    Suelo

    VI-2-6

    2 .3 FACTORES BIOTICOS VJ-2

    .10

    2

    .3 .1

    Terrestres

    VI-2-10

    2 3

    .1 .1 Flora

    VI-2-10

    2

    .3 .1.2 Fauna

    VI-2-10

    2

    .4

    FACTORES SOCIOECONOMICOS VI-2-13

    2

    .5

    FACTORES ESTETICOS Y CULTURALES

    VI .2-15

    3

    IDENTIFICACION Y DESCRIPCION DE LOS IMPACTOS POR

    3

    .1

    LA ACTIVIDAD DE LA INDUSTRIA PETROQUIMICA ASICA

    VI-3-1

    IMPACTOS AL MEDIO ABIOTICO

    VI-3-1

    3

    .1 .1 Aire

    VI-3-1

    3 .1 .2 Agua

    VI-3-4

    3

    .1 .3 Suelo

    VI-3-9

    3 .1

    .4

    Ruido

    VI-3-9

    3 .1

    .5

    Residuos Slidos

    VI-3-11

    3 .1 .6 Aspectos Estticos

    VI-3-11

    3 .2 IMPACTOS A LOS FACTORES BIOTICOS

    VI-3-14

    3

    .2.1 Terrestres

    VI-3-14

    3

    .2.1 .1 Flora

    VI-3-14

    3

    .2 .1 .2 Fauna

    VI-3-15

    3

    .2 .2

    Acuticos

    VI-3-15

    3 .2.2.1 Flora

    VI-3-15

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    6/131

    3

    . 2

    .2 .2

    Fauna

    PAG.

    VI-3-16

    3 .3 IMPACTOS SOCIOECONOMICOS

    VI-3-17

    3 .4 IMPACTOS AL PAISAJE Y ASPECTOS CULTURALES

    VI-3-19

    3 . 5 CRITERIOS DE PLANEACION REGIONAL

    VI-3-20

    3 . 6

    RIESGOS

    VI-3-21

    3 .6 . 1 Anlisis de Riesgos

    VI-3-25

    4

    DESCRIPCION DE MEDIDAS DE ATENUACION DE LOS

    IMPACTOS AMBIENTALES

    VI-4-1

    4

    . 1

    ANALISIS DE ALTERNATIVAS DE UBICACION

    VI

    -4

    -1

    4 . 2 MEDIDAS PARA LA FASE DE CONSTRUCCION

    VI-4-3

    4 .3 MEDIDAS PARA LA FASE DE OPERACION

    VI-4-4

    4 .4 EQUIPOS DE CONTROL

    VI-4-6

    4 .4.1 Control de la Contaminacin Atmosfrica

    V

    I-4-6

    4.4.2

    Control de la Contaminacin del Ag ua

    VI-4-14

    4.4.3

    Residuos Slidos

    11I-4-15

    4 .4

    .4 Accidentes Ambientales

    VI -4-15

    4 .5

    METODOLOGIAS

    4 . 6 ABANDONO DE OBRA

    5

    CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

    5

    . 1

    CRITERIOS PARA LA PREVENCION DE IMPACTOS-

    1

    PETROQUIMICA BASICA '

    BIBLIOGRAFIA

    VI-5-4

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    INDICE DE CUADROS

    1 . 1

    RELACION DE PRODUCTOS PETROQUIMICOS BASICOS

    Pag.

    VI-1-2

    1

    .2 PRODUCTOS SELECCIONADOS PARA EL ESTUDIO

    VI-1-4

    2 . 1 REQUERIMIENTOS DE INFORMACION SOBRE CLIMA Y CALIDAD

    DE AIRE VI-2-3

    2 .2

    CARACTERIZACION DE LAS PRINCIPALES CUENCAS RELACIONADAS

    CON EL DESARROLLO PETROQUIMICO

    VI-2-5

    2 .3 REQUERIMIENTOS DE INFORMACION SOBRE RECURSOS HIDRICOS VI-2-7

    2 . 4 REQUERIMIENTOS DE INFORMACION SOBRE SUELOS Y GEOLOGIA

    VI-2-9

    2 .5

    REQUERIMIENTOS DE INFORMACION SOBRE FLORA Y FAUNA VI-2-12

    3 .1

    FACTORES DE EMISION DE PROCESOS DE COMBUSTION VI-3-2

    3 . 2

    FACTORES DE EMISION DE ALGUNOS PROCESOS SELECCIONADOS

    VI-3-3

    3 .3 CONSUMO DE AGUA

    VI-3-6

    3 .4

    CARACTERIZACION DE LAS DESCARGAS DE LA INDUSTRIA PETRO

    QUIMICA

    VI-3-7

    3 .5

    DESCARGAS ESPECIFICAS DE ALGUNOS PROCESOS SELECCIONADOS

    VI-3-8

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    3

    . 6

    PRINCIPALES FUENTES DE RUIDO EN LA INDUSTRIA PETROQUIMICA

    VI-3-10

    3

    . 7

    ESPECIES VEGETALES MAS SENSIBLES A LOS CONTAMINANTES AT-

    MOSFERICOS

    VI-3-14

    3 .8 CARACTERISTICAS POTENCIALES DE ACCIDENTES DESTRUCTIVOS VI-3-22

    3 .9 PROBABILIDAD RELATIVA DE ALGUNOS EVENTOS PELIGROSOS VI-3-23

    3 .10 TOXICIDAD DE LOS PRODUCTOS PETROQUIMICOS VI-3-26

    4 . 1

    CAPACIDADES TIPICAS DE INCINERADORES DE COMBUSTION

    CON FLAMA

    VI-4-8

    4

    . 2

    CARACTERISTICAS DE INCINERADORES TERMICOS VI-4-10

    4 .3 SISTEMAS DE ADSORCION

    VI-4-11

    4 .4

    COMPARACION DE SISTEMAS DE CONTROL DE EMISIONES

    VI-4-13

    4 .5 CARACTERISTICAS DE LAS ETAPAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS

    EN PLANTAS PETROQUIMICAS

    VI-4-17

    4 .6 RIESGOS POTENCIALES EN ACCIDENTES AMBIENTALES

    VI-4-20

    4

    . 7

    ACCIONES DE ATENCION DE ACCIDENTES AMBIENTALES

    VI-4-21

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    INDICE DE FIGURAS

    Pag.

    1 . 1 PRODUCTOS PETROQUIMICOS BASICOS A PARTIR DE HIDROCARBUROS

    Y GAS NATURAL

    VI-1-5

    1

    . 2

    AMONIACO

    VI-1-8

    1 . 3 METANOL

    VI-1-10

    1 .4 ETILENO

    VI-1-13

    1 . 5 POLIETILENO VI-1-15

    1 . 6

    CLORURO DE VINILO

    VI-1-18

    1

    . 7

    OXIDO DE ETILENO Y GLICOLES VI-1-21

    1 . 8

    PROPILENO

    VI-1-22

    1 . 9 POLIPROPILENO VI-1-24

    1

    .10

    ACRILONITRILO VI-1-26

    1

    .11

    DODECILBENCENO VI-1-28

    1

    .12

    BUTILENO

    VI-1-30

    1 .13 BENCENO

    VI-1-32

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    10/131

    1

    .14

    AROMATICOS

    VI-1-35

    1

    .15

    XILENOS

    VI-1-37

    1 .16 AROMATICOS PESADOS

    VI-1-39

    3 . 1 PASOS EN LA ESTIMACION DE RIESGOS

    VI-3-27

    3 .2

    ECUACION PARA LA EXPLOSION

    VI-3-29

    3

    .3 DIAGRAMA DE FALLAS DEL TANQUE DE UN COMPRESOR

    VI-3-31

    4

    . 1

    SECUENCIA DE TRATAMIENTO DE AGUAS NEGRAS

    VI-4-16

    4 .2 INCINERADOR DE RESIDUOS LIQUIDOS

    VI-4-18

    4 .3 DIAGRAMA DE BLOQUES

    VI-4-23

    5 .1

    DIAGRAMA DE CRITERIOS PARA LA PREVENCION DE IMPACTOS-

    PETROQUIMICA BASICA (PROCESO CONSTRUCTIVO)

    VI-5-6

    5 . 2

    DIAGRAMA DE CRITERIOS PARA LA PREVENCION DE IMPACTOS-

    PETROQUIMICA BASICA (PROCESO OPERATIVO)

    VI-5-7

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    INDICE DE PLANOS

    CENTROS PRODUCTORES DE PETROQUIMICOS BASICOS

    A

    .VI-1

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    VI

    -1-1

    I

    PETROQUIMICA BASICA

    1

    .

    DESCRIPCION DEL PROYECTO

    1 . 1

    INTRODUCCION Y ANTECEDENTES

    La industria petroqumica comprende todos aquellos procesos qumicos o

    fsicos que, utilizando como materia prima a los hidrocarburos natura-

    les del petrleo o a los que son producto o subproducto de las operacio

    nes de refinacin del crudo, dan origen a compuestos diversos.

    De acuerdo con la Ley Reglamentaria del Artculo 27 Constitucional en

    el Ramo del Petrleo en materia petroqumica, del 9 de febrero de 1941,

    la industria petroqumica nacional se clasifica en dos grandes grupos;

    uno, reservado para su desarrollo al Gobierno Federal y que recibe el

    nombre de petroqumica bsica, y otro, en el cual pueden desarrollarse

    empresas privadas y que de denomina de petroqumica secundaria.

    El Cuadro 1

    .1 presenta la relacin de productos que, al presente, confor

    man

    el sector petroqumico bsico, misma que, de acuerdo con la opinin

    de la Comisin Petroqumica Mexicana, puede ser modificada por el Ejecu-

    tivo Federal a travs de la Secretaria de Energa, Minas e Industria Pa-

    raestatal

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    13/131

    CUADRO

    j

    1 1

    RELACION DE PRODUCTOS PETROQUIMICOS BASICOS

    Metanol

    Amonaco

    Acetaldehdo

    Oxido de etileno

    Polietileno de alta y baja densidad

    Cloruro de vinilo

    Percioroetileno

    Acrilonitrilo

    Dodecil benceno

    Isopropanol

    Polipropileno

    Oxido de propileno

    Butadieno

    Benceno

    Tolueno

    Ciclohexano

    Estireno

    Cumeno

    0-xileno

    P-xileno

    *Otros

    * Alquilarido pesado, anhdrido carbnico, aromticos

    pesados, aromina 100, azufre, heptano, hexano y

    espec

    . petroqumico

    .

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    14/131

    VI-1-3

    Para el desarrollo de la presente monografa, se han seleccionado, de

    los productos antes sealados, aquellos que, por su produccin presen-

    tan mayor importancia . El Cuadro 1,2 presenta la relacin de estos

    productos, cuya obtencin y los impactos y riesgos que sta representa

    para el ambiente son la materia del presente estudio.

    La Figura 1 .1 presenta, en forma esquemtica el origen de los diversos

    productos petroqumicos bsicos, a partir del gas natural y diversas

    fracciones provenientes de la destilacin del petrleo.

    Estos procesos de produccin petroqumica son realizados a travs de 80

    plantas operadas por Petrleos Mexicanos mismas que se encuentran ubica

    das en los estados de Veracruz, Tamaulipas, Tabasco, Puebla, Guana juato,

    Hidalgo, Distrito Federal y Chihuahua

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    VI-1-4

    CUADRO

    i 1 .2

    PRODUCTOS SELECCIONADOS PARA EL ESTUDIO

    a) Derivados del gas natural

    Amonaco

    Metanol

    b) Derivados del etano Etileno

    Polietileno

    Cloruro de vinilo

    Oxido de etileno

    c) Derivados del propano

    Propileno

    Polipropileno

    Acrilonitrilo

    Dodecil benceno

    d) Derivados del butano Butileno

    e Derivados aromticos Benceno

    Tolueno

    Xilenos

    Aromticos pesados

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    16/131

    REFINACION

    D E

    C R U D O

    FRACCIONADORA

    D E .

    G A S E S

    FEWPERADORA

    D E

    G A S N A T U R A L

    M E TANO AM ONIACO

    FIGURA 1

    1

    PRODUCTOS

    PETROQUIMICOS

    BASICOS A PARTIR DE HIDROCARBUROS Y GAS NATURAL

    P R O P I L E N O

    y

    l e e D

    GASOLINA

    REND g p e s t c

    40

    ETILENO

    34

    17

    PROPLENO 16

    3

    A L I M E N T A C I O N

    BVTAOENO

    5

    7

    BUTLENO

    4

    3

    B A S E

    BENCENO

    7

    I

    G A S O L I N A S

    T OL UE N O 3

    22

    (NATURALES

    XILENOS

    17

    7

    T D E S T I L A C I O N )

    M E T A N O

    O T RO

    14

    BUTILENOS

    -y

    r

    E T A N O

    R E N D . % PM

    ETILENO

    76

    PROPILENO

    3

    BUTADENO

    2

    B UTIL E N O

    A U M E M I A C I O N

    pENCENO I

    BASE C2

    TOL UE N O

    XILENOS

    6

    M E T A N O

    9

    OTPO

    P R O N O

    R E N D

    .

    a p e a n

    ETILENO 42

    PROPILENO IT

    BUTADIENO

    BU T ILENO I

    A L I M E N T A C I O N BENCENO .

    2

    BASE C 5

    T O LU ENO I

    XILENOS

    27

    M E T A N O .

    7

    o r n o

    B U T A N O

    A U M E N T A C I O N

    BA SE C4

    R E N D

    ETILENO

    PROPILENO

    BUTADIENO

    BUTILENO

    BENCENO

    TOLUENO

    XILENOS

    METANO

    OTRO

    B E N C E N O

    PLANTA DE ETILENO

    TOLUENO

    XILENOS

    REND %Poo

    ALIMENTACION

    R E F O R M A D O

    C ATAti IC O

    A

    EXTRACCION

    Y SEPARACION1

    O AR

    A90350

    PLANTAS

    T X

    I E T I L E N O

    I

    B U T A D IE N O

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    17/131

    ;

    VI-1-6

    I

    1

    .2 TECNICAS MAS COMUNES

    1

    . 2

    . 1 AMONIACO (Proceso

    Kellogg)

    El

    amoniaco se sintetiza a partir de nitrgeno atmosfrico e hidrgeno

    obtenido de la reaccin cataltica del metano con agua.

    El

    gas natural desulfurizado se pasa a un reformador primario donde re-

    acciona con vapor de agua en presencia de un catalizador de nquel

    . Las

    dos reacciones principales que se producen son:

    CH4

    + H

    20 --

    r

    CO + 3 H

    2

    CO + H 2

    0 CO

    2

    El resultado neto de ambas reacciones es altamente endotrmico

    . La co-

    rriente reformada contiene aproximadamente 10 de metano y se pasa a

    una segunda etapa de reformacin utilizando una cama cataltica de cromo-

    nquel . La mezcla de gases a la cual se le inyecta aire precalentado pa-

    ra formar la materia prima de sntesis, con una relacin molar 3

    :1 de hi-

    drgeno a nitrgeno se pasa a un convertidor cataltico de dos pasos para

    convertir el CO

    presente en CO

    2

    y generar ms hidrgeno.

    Antes de iniciarse la sntesis del amoniaco, la corriente gaseosa pasa a

    travs de un sistema de absorcin del CO

    2 para evitar el envenenamiento

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    18/131

    VI-1-7

    I

    del catalizador de sntesis y Oor un metanador para eliminar el CO

    que

    queda, convirtindolo en metano.

    El gas de sintesis, libre ya de impurezas, conteniendo bsicamente hi-

    drgeno y nitrgeno en relacin 3 a 1 y metano y argn como gases iner-

    tes, es comprimido y enviado al convertidor catalitico con camas de xi

    do de hierro promovido.

    En el convertidor se genera el amoniaco mediante la reaccin:

    N 2

    + 3 H

    2

    _-__

    .+ 2NH

    3

    El

    amoniaco resultante es separado de los gases de salida del reactor,

    recirculndose los gases que no reaccionaron, para incrementar el rendi-

    miento.

    El amoniaco anhidro se lica como producto final.

    Cabe mencionar que en el reformador primario se alcanzan presiones del

    orden de 28 a 35 kg/cm 2 , y temperaturas del orden de 810 a 990C . Depen-

    diendo de la capacidad de l a pla nta y del tipo de compresor utilizados,

    la presin de sntesis varia entre los 140 y 320 kg/cm

    2 .

    El diagrama de flujo de la Figura 1 .2 representa el proceso descrito .

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    19/131

    C O N V E R T I D O R

    R E F O R M A D O R

    R E F O R M A D O R

    P R I M A R I O S E C U N D A R I O

    r

    CARGA

    INICIO

    ~--- -

    I

    G UA

    VAP OR

    COMBUST

    F I-T-

    ETAPA 1

    RECUP.

    C A L O R

    VAPOR

    AIRE

    R E C U P ,

    C A L O R

    ETAPA 2

    R E C U P

    C A L O R

    A G U A

    l

    CO2

    el%

    T- -

    t

    ENF

    NH3

    VENTEO

    N H

    : PURO

    A B S O R B E D O R C O

    C A L O R

    D E S P O J A D O R

    CO

    2

    METANADOR

    C O N V E R T I D O R

    N H 3

    COMPRESION SEPARADOR

    FIG-I.2

    A M O N I A C O

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    20/131

    V1-1-9

    1 .2.2 METANOL (Proceso

    ICI - baja presin)

    Este proceso consiste bsicamente de tres partes

    : a) la prepara cin del

    gas de sntesis, b) la sntesis del metanol y c) la purificacin del me

    tanol.

    En la primera, el gas de sntesis es preparado por reformacin con va-

    por o por oxidacin parcial de una carga de hidrocarburos gaseosos o l-

    quidos, o por la combinacin directa de CO

    2 con gases purificados ricos

    en hidrgeno . La temperatura en esta seccin es del orden de 850C.

    El

    gas de sntesis es comprimido a 50-100 atm y se introduce al circuito

    de sntesis, el cual utiliza un catalizador a base de cobre . La mezcla

    de gases es enfriada separndose el metanol condensado, reciclndose los

    gases que no rea ccionaron.

    El metanol se purifica en un sistema convencional de destilacin.

    El diagrama de flujo de la Figura 1

    .3 corresponde a este proceso.

    1

    .2 .3

    ETILENO (Proceso

    C-E Lummus)

    Este proceso, el ms utilizado a nivel mundial, puede partir de mltiples

    alimentaciones, desde etano hasta aceites ligeros

    . La corriente de ali-

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    21/131

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    22/131

    mentacin es precalentada y sometida a ruptura trmica, en presencia de

    vapor en un horno de pirlisis tubular SRT .(de corto tiempo de residen-

    cia)

    . Los productos de la pirlisis, que salen del horno a temperaturas

    entre 760 y 870C, son rpidamente enfriados en una 11nea de cambiado-

    res de calor que generan vapor de alta presin.

    El efluente del horno, despus de enfriado, fluye a un fraccionador de

    gasolinas, en el cual la fraccin de hidrocarburos ms pesados es remo-

    vida de las fracciones de gasolinas y ligeros . Este fraccionador de ga

    solinas no se requiere cuando la alimentacin es nicamente a base de

    etano y propano.

    El enfriamiento final de los efluentes del horno se realiza con agua por

    contacto directo en una torre de enfriamiento cerrada.

    Este gas de la torre de enfriamiento se comprime en un compresor centrifu

    go

    de pasos mltiples hasta 39 atmsferas

    .Los hidrocarburos condensados

    en los primeros pasos de compresin se regresan a

    la

    torre de enfriamien-

    to, mientras que los condensados en los ltimos pasos son enviados al de-

    propanizador.

    El

    gas comprimido es secado y enviado al demetanizador mientras que las

    colas son enviadas al deetanizador

    .

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    23/131

    VI-1-12

    El acetileno proveniente de las puntas del etanizador se hidrogena o,

    alternativamente, se remueve por extraccin con solventes y se recupera.

    La corriente de etileno-etano se fracciona, recirculndose el etano que

    llega al fondo del fraccionador de etileno.

    Las colas del deetanizador y los condensados provenientes de los ltimos

    pasos del compresor se depropanizan

    . A su vez, las colas del depropani-

    zador se separan en dos corrientes, una de mezcla de hidrocarburos de

    cuatro carbones y otra de gasolinas ligeras.

    Para obtener propileno grado polmero, se pueden purificar las puntas ob

    tenidas en la torre de depropanizado.

    El diagrama de flujo correspondiente a este proceso se muestra en la Fi-

    gura 1

    .4

    1

    .2 .4

    POLIETILENO (Proceso Phillips Petroleum Co)

    Este proceso produce polietileno en forma continua a partir de etileno

    con 99% o ms de pureza.

    Un catalizador slido se introduce en el reactor conteniendo etileno de

    alta pureza y diluyentes . El producto es extrado del reactor y separa

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    24/131

    V A P O R A P

    HORNO DE S INT.

    SR T

    FRACCIONADOR

    TORRE

    G AS OLINAS

    A PA G A D O

    SECADORES

    A COMPRESION

    Y REMOCION h )s

    G A S E S A C I D O S

    CARGA

    t~

    INICIO

    COMBUSTIBLE

    REFRIGERADOR

    Y SEPARADO R

    H2

    METANO H 2

    t

    PROPILENO C 4

    ~ eL

    H 2

    ^

    e L

    H2 + MI XS

    T T

    PIROLISIS

    ETILENO

    E T A N O

    T

    P R O P A N C

    7

    GASO L INA

    IROLISIS

    D E E T A N A D O R

    OEMETANAOOR

    F R A C C .

    DEPROPANADOR FRACC . DEBUTANADOR

    ETILENO

    PROPILENO

    .

    F IG

    :- 1

    .4

    ETILENO

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    25/131

    VI-1-14

    do del solvente ; el catalizador no requiere ser separado a causa de su

    alta productividad . El polmero, en forma de polvo se alimenta al equi

    po de extrusi6n agregndole aditivos a fin de obtenerlo para la venta en

    forma de grnulos (pellets).

    La temperatura y

    la presin en el sistema son moderadas

    y el solvente es

    recuperado y recirculado al reactor ; la conversin del etileno es, gene-

    ralmente, superior al 97%.

    El producto obtenido cubre el rango total de requerimientos de densida-

    des de 0

    .93 a 0 .96 g/cm

    3 , llenando todas las aplicaciones del mercado.

    El diagrama de flujo correspondiente se muestra en la Figura 1

    .5

    1

    .2 .5 CLORURO DE VINILO (proceso Stauffer Chemical Co

    .

    Este proceso produce mon6mero de cloruro de vinilo y 1-2 dicloro etileno

    a partir de etileno, cloro y oxgeno o aire.

    El dicloro etileno se produce tanto en la seccin' de clorinacin por adi

    cin como en la de oxiclorinacin del proceso.

    En la seccin de clorinacin por adicin, el etileno y el cloro reaccio

    nan en fase lquida produciendo dicloroetileno

    C2 H4

    +Cl

    2

    --i C 2 H 4

    Cl 2

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

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    REACTOR

    SILOS

    PRODUCTO

    CRUDO

    EXTRUSION AL MACEN

    PELETS

    P OU E T I L E N O

    I N I CI O

    INICIO

    F IG

    . - 1

    .5

    POLIETILENO

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    27/131

    VI-1-16

    El calor de reaccin se utiliza para destilar el dicloro etileno produ-

    cido en las secciones de clorinacin por adicin y oxiclorinacin de la

    planta y reciclar dicloroetileno de la seccin de ruptura trmica

    . Esto

    permite reducir los consumos de vapor y de agua de enfriamiento.

    En la seccin de oxiclorinacin, se hacen reaccionar etileno, oxigeno y

    cido clorhdrico para producir ms dicloroetileno.

    C 2

    H4 +

    2HC1

    + 1 0

    2

    o

    C 2 H 4 C 1 2 + H 2 0

    Esta reaccin se lleva a cabo en forma cataltica en fase vapor, utili-

    zando

    el calor generado para producir vapor de alta presin

    . Si se uti-

    liza oxigeno en lugar de aire, se reduce el gas de venteo en 95%, redu-

    cindose los requerimientos de energa y costo de inversin.

    El monmero de cloruro de vinilo se produce por ruptura trmica del di-

    cloro etileno purificado, en un horno de pirlisis.

    C 2 H 4 C 1 2

    -- C

    2

    H

    3

    C1

    + HC1

    Despus de enfriados, los productos se separan en cido clorhdrico que

    se recicla a la oxiclorinacin, monmero de cloruro de vinilo de gran

    pureza y dicloroetileno que no reaccion, el cual se recicla.

    Las puntas y colas del proceso se incineran para recuperar HC1

    o ,

    alter

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    28/131

    VI-1-17

    nativamente, se utilizan como materias primas en otros procesos de clori

    nacin.

    El efluente acuoso de la planta de monmero de cloruro de vinilo se lava

    con vapor y se trata biolgicamente.

    Este proceso se puede balancear para producir nicamente monmero de clo

    ruro de vinilo o para producir dicloroetileno y HC1.

    El diagrama de flujo correspondiente se tiene en la Figura 1 .6

    1

    .2

    .6

    OXIDO DE ETILENO Y GLICOLES (Proceso Shell)

    Este proceso se utiliza para la produccin de xido de etileno por oxi-

    dacin de etileno con oxigeno, asi como para la obtencin de mono, di y

    tri-etilen glicoles por la reaccin del xido de etileno con agua.

    La alimentacin compuesta de etileno y oxigeno, se combina con gas de

    recirculacin y se pasa a un reactor cataltic isotrmico, de tubos

    largos

    . La reaccin es alta mente exotrmica y el control 'de la tempet@_

    tura se mantiene utilizando un sistema, especialmente diseado, de en-

    friamiento por ebullicin, el cual permite Un control extremadamente

    exacto, con una operacin estable del reactor . El catalizador de plata

    sobre un soporte, de composicin especial es altamente selctivo para el

    xido de etileno

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    29/131

    02

    N E U T R A L I Z A C I O N

    OXICLORACION

    P U R I F I C A

    q

    O N

    I N C I N E R A C I O N

    H C I

    E T I L E N O

    I N I C I O 0

    M O N O M E R O

    ~

    C L O R U R O V I N I L O

    INICIO

    C L O R O

    T

    C L O R A C I O N

    S E P A R A C I O N

    P U R I F I C A C I O N S E P A R A C I O N

    D I R E C T A

    H C I

    C V M

    BREA

    D E S I N T E G R A C I O N

    FIG .- 1

    .6

    CLORURO DE V IN ILO

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

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    VI-1-19

    E l efluente proveniente del reactor conteniendo el xido de etileno es

    primeramente enfriado y pasado, posteriormente, a un sistema de absor-

    cin en el cual el xido de etileno se absorbe en agua.

    Excepto por un pequeo venteo, los gases no absorbidos son comprimidos

    y recirculados

    . Una corriente lateral del gas de reciclo es lavada con

    un solvente adecuado para remover el exceso de CO 2

    el cual es posterior-

    mente venteado o recuperado si se desea.

    El

    xido de etileno es separado del absorbente graso y se destila para

    remover los componentes ligeros . E l absorbente no graso (agua) es en-

    friado en una torre de enfriamiento o por medio de intercambiadores de

    calor, antes de ser retornado e l

    absorbedor

    . Cualquier porcin de xi-

    do de etileno puede ser destilado para dar un producto de muy alta cali

    dad.

    En el caso de que se desee producir glicoles,

    el

    xido de etileno es

    transferido directamente al reactor de gliclisis, donde con un exceso

    de agua se hidrata el xido de etileno para formar glicoles

    . Mantenien

    do condiciones apropiadas en el reactor es posible controlar las propor

    ciones de mono, di o tri-etilen glicol.

    La separacin de los glicoles se disea acorde con las especificaciones

    deseadas del producto

    . Las unidades de xido de etileno y glicoles se

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    31/131

    VI-1-20

    disea para una total utilizacin del vapor generado con la ptima se-

    leccin de varios niveles de presin.

    La Figura 1 .7 muestra el diagrama de flujo correspondiente.

    1 2

    .7 PROPILENO (Proceso UOP).

    Se trata de un proceso de deshidrogenacin de parafinas ligeras.

    Este proceso utiliza un reactor continuo de deshidrogenacin cataltica

    de cama fija para la produccin de mono-olefinas a partir de parafinas.

    La alimentacin, propano, en el caso de desear obtener propileno, se ali

    menta a los reactores de donde el efluente es enfriado en cada paso a

    travs de intercambiadores de calor.

    La corriente final del reactor se pasa a secado, separacin y rectifica-

    cin a fin de separar el hidrgeno generado as como los diversos subpro

    dpctos presentes.

    Los gases que no reaccionaron se reciclan mezclados con alimentacin

    fresca

    . El rendimiento en el caso de propano-propileno alcanza el 84%.

    La Figura 1

    .8 presenta el diagrama de fl ujo correspondiente

    .

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    32/131

    R E A C T O R

    IN IC IO

    O

    TILENO

    C O

    P

    OXIGENO

    2

    ABSORBEDORES

    O X I D O D E D E S P .

    C O 2 E T I L EN O O X I D O

    PURGA

    ETILENO

    P U R G A

    C

    O

    2

    ~~

    S E C A D O

    O X I D O

    ETILENO

    R E M O C I O N

    LIGEROS

    E Q U I P O

    TORRE

    S E C A D O G L I C O L

    OXIDO ETILENO

    ETILENO

    G E N E R A L .

    J

    APOR

    V A P O R

    [REACTOR

    L I C O L

    ,L GL I C OL

    DI Y TRI

    GLICOLES

    C R U D O S

    F IG

    . -

    t .7

    OXIDO

    D E ETILENOY GLICOLES

    N

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    TURB O DESPOJADOR

    E X P ANS ION

    LIGEROS

    SECCION

    REGENERACION.

    CONTINUA

    CATALIZADOR

    SECADO

    LIGEROS

    E P A R A D O R

    T

    RODUCTO

    S E P A R A C I O N

    PRODUCTO

    REACTOR

    CARGA Y HORNOS

    R E C I CL O C A R G A

    SEPARADOR

    G A S

    D E S E C H O

    INICIO

    FIG. -1

    .8

    PROPILENO

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    34/131

    VI-1-23

    1 .2 .8

    JOLIPROPILENO

    (Proceso

    Mitsui-Montedison).

    Este proceso obtiene

    homopolimeros

    y copolimeros del propileno sin remo-

    cin de

    catalizador utilizando un catalizador de alto rendimiento y al-

    ta

    estereoespecificidad (HY-H S)

    desarrollado por Mitsui-Montedison.

    E l

    propileno, y etileno como comonmero, conjuntamente con el cataliza

    dor se alimentan a los reactores de polimerizacin que contienen un hi-

    drocarburo como solvente

    . Las condiciones tpicas de polimerizacin son

    temperaturas entre 60 y 80C

    y

    presiones entre 5 y 15 atmsferas.

    La lechada de polmero se transfiere

    a

    una centrfuga a fin de separar

    el solvente, el cual se recupera mediante destilacin separndole los po

    limeros atcticos formados.

    E l

    polmero se pasa de la centrfuga a un secador, se estabiliza con di-

    versos aditivos y se extrude

    en grnulos.

    E l diagrama de flujo correspondiente se muestra en la figura 1

    . 9

    . 2

    . 9

    ACRILONITRILO (Proceso Sohio)

    Este proceso fu desarrollado para obtener acrilonitrilo y HCN

    con 99%

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    35/131

    I N I C I O

    I N I C I O

    I N I C I O

    F IG

    .-1 .9

    POLIPROPI LENO

    PREPARACION

    CAT AUZADO R

    POLIMERIZACION .

    ' C E N T RIF UG A S

    R E M O C I O N

    R E C U P E R A D O R

    P O L I M E R O

    DISOLVENTE

    A T A C T I C O

    P E L E T I Z A D O R A

    D I S O L V E N T E

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    36/131

    VI-1-25

    de pureza minima, a partir de propileno, amoniaco anhidro grado fertili

    zante y aire.

    La alimentacin del proceso, ya mencionada, se introduce a un reactor ca

    taltico de lecho fluidizado, operando entre 0

    .4 y 2 .2 atm

    . y 400 - 510C.

    El efluente del reactor es lavado a contra corriente con agua, recupern-

    dose los orgnicos del agua de absorcin por destilacin

    . HCN, agua, li-

    geros e impurezas de alto punto de ebullicin son separados por fraccio-

    nacin del acrilonitrilo crudo, obtenindose el acrilonitrilo de las es-

    pecificaciones requeridas.

    Dada la alta conversin que se obtiene no se requiere recircular materia-

    les que no hubiesen reaccionado.

    La Figura 1 .10 muestra el diagrama de flujo correspondiente.

    1 . 2

    .10 DODECILBENCENO (Proceso Arco)

    La carga de parafinas lineales, junto con cloro puro se alimenta a la

    seccin de cloracin

    . Cerca del 20% de l a

    parafina es clorada en un

    reactor especialmente

    diseado

    que asegura una

    alta selectividad

    para

    parafinas monocloradas .

    El HC1 g aseoso anhidro se separa de la mezcla

    de parafinas-cloroparafinadas, la cual se pasa a la seccin de alquila

    cin

    . En los reactores de alquilacin se agrega una lechada de benceno

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    37/131

    TORRE DE

    TORRE DE

    T O R R E T O R R E

    RECUPERACION RECUPERACION LIGEROS P R O D U C T O S

    ACRILONITRILO ACETONITRILO

    R E A C T O R

    A B S O R B E D O R ACRILONITRILO CRUDO

    GA S DE DESECHO

    A C E T O N I T R IL O C R U D O

    H CN

    ACRILONITRILO PURO

    . V A P O R A T

    AG U A

    H2 0

    AIRE

    Y

    MPUREZAS PESAD AS

    A M O N I A C O

    PROPILENO

    H

    2

    0

    F IG

    .-

    . o

    ACRILONITRILO

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    38/131

    VI-1-27

    y catalizador (A1C1 3 . La actividad deP catalizador reciclado se con-

    trola cuidadosamente por adicin de aluminio o AiC1

    3

    fresco con objeto

    de obtener un alquilbenceno

    de alta pureza.

    El

    HC1 anhidro generado en la alquilacin se junta con el producido en

    la cloracin de las parafinas y se enva a una unidad de regeneracin

    de cloro puro.

    La lechada de catalizador se separa del alquilato crudo, el cual se neu

    traliza y se enva a una torre de fraccionacin, donde se separan el

    benceno y las parafinas que se reciclan a los reactores correspondiente;

    el alquilbenceno se destila para obtener el producto de la pureza deseada.

    La Figura 1 .11 muestra el diag rama de flujo correspondiente.

    1

    .2

    .11

    BUTILENO (Proceso triolefnico

    Phillips).

    El proceso triolefnico utiliza una reaccin de desproporcionacin

    a par-

    tir de propileno de bajo costo . En la reaccin, por cada dos moles de

    propileno convertido se obtiene una mol de etileno y otra de butileno.

    La operacin del reactor es cclica y el carbn formado se quema peri-

    dicamente con aire mezclado con un solvente inerte.

    La conversin de propileno por paso es de aproximadamente 40 , recircu-

    lndose el propileno que no reaccion a los reactores

    . Como solventes

    se pueden usar propano y otros alcanos

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    39/131

    TORRE TORRE

    B E N C E N O

    . S E CA D O

    SEPARADOR REACTORES REACTOR

    TORRE TORRE

    CATALITICO ALOUILACION CLORACION PARAFINA ALQUILADA

    4 -1

    U T RA

    l1~ACI0NF-A

    IN ICIO a--

    E N C E N O

    A G U A

    SEPARADOR

    GA S

    -

    `TRATA .

    H C I G A S C I G A S R E CI C L O PA R A F I N A

    DETERGENTE

    R AR AF INA

    INICIO O

    ALQUILADO P E S ADO

    v.,/

    T

    AICI

    3 RECICLO

    CA'TAL.

    RECICLO

    B E N C E N O

    F IG

    .-I11

    DODECILBENCENO

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    40/131

    VI-1-29

    1 2

    .12

    Un pequeo porcentaje del propileno es convertido a pentenos y productos

    ms pesados.

    Por fraccionamiento del efluente del reactor se obtiene etileno que pue-

    de ser utilizado en la produccin de polietileno directamente, si la ali

    mentacin al proceso fu inicialmente deetanizada

    . De igual forma si se

    desea butileno de alta pureza, la alimentacin debe ser previamente debu

    tanizada, agregndose una columna adicional de purificacin.

    Usualmente ms del 90 de los butenos obtenidos corresponde al buteno-2.

    Los tiempos de ciclos de reaccin se pueden alargar reduciendo el aceti-

    leno y las diolefinas contenidos en la alimentacin

    . Esto puede hacerse

    fcilmente, por hidrogenacin selectiva utilizando un catalizador de pa-

    ladio ; tambin se requiere que la alimentacin est seca y libre de azu-

    fre para una operacin satisfactoria.

    El diagrama de flujo correspondiente se muestra en la figura 1

    .12

    BENCENO (Proceso DETOL)

    . .

    La alimentacin, compuesta de tolueno, xilenos y aromticos con ms de

    nueve carbonos, mezclado con hidrgeno se calientan a una presin espe

    cifica, hasta alcanzar la temperatura de reaccin requerida, pasndose

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    41/131

    PURIFICACION

    L O R A C I O N

    IDROCLORACION

    REACTOR R E A C T O R SECADO

    C L OR U R O D E METI L }

    H CI

    INICIO

    ETANOL

    LORURO DE METILO

    CLORURO DE METILENO

    C L O R O F O R M O

    TETRACLORURQ DE CA RBONO

    I N I C I O

    C L O R O 7

    P E S A D O S

    H C I C R U D O 2 2 %

    F IG

    .-I

    .12

    BUTILENO

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    42/131

    VI-1-31

    posteriormente al reactor conteniendo camas del catalizador de dealqui-

    dacin . El efluente del reactor es enfriado a travs de intercambiado-

    res de calor

    . El benceno y los dems aromticos que no reaccionaron se

    condensan y el flujo de los mismos se enva a un tanque de evaporacin

    instantnea (flash), donde los componentes con punto de ebullicin me-

    nor que el benceno se separan como gases.

    El

    lquido condensado, conteniendo benceno, tolueno, xilenos y aromti-

    cos ms pesados, se bombea a un estabilizador, en el cual se eliminan

    el hidrgeno disuelto, H 2S e hidrocarburos ligeros que no se separaron

    en el tanque de evaporacin instantnea.

    En el caso de que el benceno deba de cumplir especificaciones de color

    de lavado cido, los fondos del estabilizador se pasan a un sistema de

    tratamiento consistente en una capa fija de arcilla.

    El

    lquido procedente del tratamiento con arcilla se destila para obte-

    ner el benceno de las caractersticas deseadas

    . Los aromticos que no

    reaccionaron se reciclan a travs del catalizador con alimentacin fres-

    ca.

    El

    diagrama de flujo se presenta en la Figura 1

    :13

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

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    T A N QUE D E

    ESTABILIZADOR

    EVAPORACION

    TRATAMIENTO

    HORNO R E A C T O R E S

    P U R I F I C A D O R

    H2 CON A R C I L L A

    DETOL

    O P C I O N A L

    (0 P C I O N A L )

    CARGA

    H

    RECICLO H

    2

    4 , G A S C O M B U S T I B L E

    AUMENTACION

    INICIO

    RECICLO TOLUENO- XILENOS

    DEST1LACION

    BENCENO

    ,

    O1 6

    .i.13

    BENCENO

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    44/131

    VI-1-33

    1 .2,13

    AROMATICOS (Proceso de Extraccin).

    Este proceso se utiliza para la obtencin de benceno, tolueno y xilenos

    de una mezcla de hidrocarburos por medio de extraccin con dimetil sul-

    fxido acuoso

    . (DMSO).

    En el primer paso de extraccin el DMSO en solucin acuosa fluye a con-

    tracorriente con la alimentacin consistente en una mezcla de hidrocar-

    buros ; un reflujo de hidrocarburos aromticos y parafinicos se introduce

    en el fondo del extractor.

    La magnitud del reflujo y su composicin, as como su contenido de agua

    se seleccionan de acuerdo con la composicin de la alimentacin y la pu-

    reza deseada en l os productos

    . La fase extractada (rica en aromticos)

    se pasa a una segunda columna de extraccin donde se pone en contacto

    a contracorriente con un flujo de solvente parafnico

    . Este solvente

    desplaza casi al 99 del DMSO, el cual se recicla al fondo del extrac-

    tor inicial.

    El refinado del primer extractor y las puntas de la segunda columna de

    extraccin se lavan con agua para recuperar el resto del DMSO.

    El flujo de aromticos se somete a destilacin para separar el solven-

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    45/131

    VI-1-34

    te parafnico y, posteriormente a fraccionacin para separar los diver-

    sos productos : benceno, tolueno y xilenos.

    La Figura 1 .14 presenta el diagrama

    de flujo correspondiente.

    O

    En el caso de querer modificar los rendimientos especficos de benceno o

    xilenos, se pueden utilizar los mtodos especficos que se mencionan en

    este mismo capitulo.

    1 .2

    .14 XILENOS (Proceso Mitsubishi),

    Este proceso se utiliza para producir orto,

    para

    y metaxilenos, as como

    etilbenceno ; para remocin selectiva de m-xileno de mezclas de xilenos e

    isomerizacin de estas mezclas

    . Como subproductos se obtienen benceno,

    tolueno y aromticos con 9 y 10 carbonos.

    La mezcla de xilenos se alimenta a un extractor donde se pone en contac-

    to con el solvente (HF-BF 3

    ) diluido

    . El m-xileno se obtiene en el extrac

    tor I o II como un complejo m-xileno-HF-BF 3

    . Todo el complejo obtenido

    en el extractor II se descompone en los equipos de descomposicin I y II,

    produciendo m-xileno y HF-BF

    3

    que se recircula a los extractores

    . Todo

    el m-xileno del equipo de descomposicin I y parte del proveniente en el

    equipo II, as como las colas pesadas de la torre de destilacin final se

    pasan al isomerizador, donde a temperatura y presin moderadas se obtiene

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    46/131

    A G U A L A VA DO

    REFINADO

    3

    VACIO

    ~

    EFINADO

    a

    EXTRACTO

    OLVENT E PARAFINICO

    A

    PROCESO

    QT

    ARGA

    C H M I X T O

    A G U A

    A l

    P R O C E S O

    EXTRACTO

    REFLUJO AROMATICOS

    S O L V E N TE P A R A F IN IC O

    RECICLO D E

    D MSO

    AROMATICOS

    DM SO A PROC ESO

    REFINADO

    4

    FIG .-1 .14

    EXTRACCION

    D E

    A R O M A T IC O S B T X

    R E F E R E N C I A

    EXTRACTOR

    DE AROMATICOS

    2 -

    EX TR A C TOR DE DMSO

    3 LAVADO DE REF INADO

    4-

    LAVADO D E EXTRACTO

    5 .-

    C O L U M N A D ES T

    . D M S O

    r COLUMNA DEST. REFINADO

    7 COLUMNA DEST

    . AROMATICOS

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    47/131

    VI-1-36

    un efluente consistente en una mezcla en equilibrio de

    o-, p-,

    y m-

    xilenos ; el HF-BF

    3

    acta como catalizador de isomerizacin, recupern-

    dose con la mezcla de xilenos, envindose esta mezcla al extractor II.

    Por otra parte el resto del m-xileno se enva a la torre de destilacin

    final donde se separan los aromticos pesados formados en los pasos de

    extraccin e isomerizacin.

    El refinado procedente de los extractores I y II se fracciona en las dos

    torres de separacin del diluyente, reciclndose ste a los extractores

    respectivos.

    El

    etilbenceno presente en el . refinado I se fracciona en la seccin de

    destilacin de etilbenceno y el resto de refinado I que contiene p- y

    o-xilenos, se junta con el refinado II despus de la remocin de los li-

    geros y se fracciona para producir orto-xileno . El p-xileno crudo proce

    dente de la destilacin del o-xileno se purifica en un cristalizador de

    un slo paso, produciendo p-xileno de 99

    .5% ms de pureza.

    El

    diagrama de flujo de este proceso se presenta ep la Figura 1 .15

    1

    .2 .15

    AROMATICOS PESADOS (Proceso Institut Francais du Petrole).

    Este proceso utiliza naftas de amplio rango (punto de ebullicin entre.

    70 y 155C) para la produccin de aromticos diversos

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    48/131

    DESCOMPOSICION -

    R E F I N A D O

    DISOLVENTE

    X I L E N O S

    M I X T O S

    I N I C I O

    0 - - -

    L

    E X T R A C T O R

    D E S P O J A D O R

    DILUYENTE

    DILUYENTE

    L

    .~

    REFINADO

    D I S O L V E N T E

    SECCON

    --DESTLAC

    ET

    BEN

    E T IL B E N C E N O

    DILUYENTE

    C R I S T

    U

    A L I D O F

    ETAPA

    A R O M A T I C C E

    L I G E R O S

    M- XILENO

    P- XILENO

    0 - X I L E N O

    T -e M -X

    A R O M A T I C O S

    P E S A D O S

    E X T R A C T O

    T

    M X I L E N O

    EXTRACTOR

    TORRE T O R R E

    I S O M E R I Z A D O R D E S C O M P

    LIGEROS

    P E S A D O S

    D E S P O J A D O R

    DILUYENTE

    F IG.-I.15

    Xt L E NOS

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    49/131

    VI-1-38

    El

    proceso consiste en una conversin cataltica utilizando promotores

    especficos que incrementan la selectividad.

    La unidad de aromizacin consiste en reactores catalticos de lecho flui

    dizado, en los cuales el catalizador fresco se alimenta en

    l

    parte su-

    perior

    del primer reactor y circula en forma continua a travs de todos

    los reactores instalados, separndose al final del flujo de gases para

    ser regenerado en un regenerador de cama fija.

    El

    efluente gaseoso se pasa a un sistema de purificacin donde se sepa-

    ra el hidrgeno

    y el gas licuado presentes por enfriamiento

    y compresin.

    La corriente de aromticos, en fase liquida, se somete a estabilizacin

    para su separacin final.

    Los productos que no reaccionaron se recirculan mezclados con alimenta-

    cin fresca.

    El diagrama de flujo correspondiente se presenta en la Figura 1

    :16

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    50/131

    PROCESOS CONVENCIONALES

    1 1 2 C R U D O

    G AS COM B US TIB LE

    `

    PURIFI CACION

    GA S

    E S T A B I L I Z A Q O N

    UOUI DOS

    RECICLO

    CI RCUI TO DE

    REGENERACION

    CIRCULACION Y REACCION

    C A T A L I Z A D O R

    G L P

    AROMATICOS

    ALIM E NTACION

    I N I CI O

    O

    FIG- I 1 6

    AROMATICOS PESADOS

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    51/131

    VI-2-1

    2 . DESCRIPCION DE LOS FACTORES AMBIENTALES COMUNMENTE RELACIONADOS CON LA

    INDUSTRIA PETROQUIMICA BASICA

    Tomando en cuenta la necesidad de la industria petroqumica bsica de

    contar con insumos directamente derivados de la refinacin del petrleo,

    las instalaciones correspondientes generalmente se ubican en las zonas

    aledaas a las refineras pudindose considerar algunos de los procesos

    como parte integral de ellas -caso tpico la obtencin de azufre-.

    El Plano A-VI .1 presenta la ubicacin actual de la industria petroqumi

    ca bsica, pudindose constatar lo aseverado en el prrafo anterior.

    De todo lo expuesto se puede concluir que el desarrollo de este sector

    generalmente se presenta en zonas previamente afectadas desde el punto

    de vista ambiental, razn por la cual su impacto debe considerarse adi-

    tivo a las situaciones de deterioro que presentan estas zonas.

    2 . 1 FACTORES AMBIENTALES

    2 .2 FACTORES ABIOTICOS

    2 .2 .1

    Aire

    Por lo mencionado en los prrafos anteriores, la industria petroqumica

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    52/131

    VI-2-2

    bsica generalmente se instala en reas que presentan diversos niveles

    de contaminacin atmosfrica, sobre todo de bixido de azufre, hidrocar

    buros voltiles y xidos de nitrgeno, pudiendo existir en la atmsfera

    otros contaminantes como el cido sulfhdrico y el monxido de carbono.

    Ahora bien, en el caso de instalaciones en las zonas costeras del pas,

    las condiciones meteorolgicas existentes son favorables a un movimien-

    to de masas de aire que, generalmente, permite la difusin de los conta

    minantes emitidos, los cuales no llegan a alcanzar concentraciones exce

    sivas

    ; en cambio, las plantas petroqumicas instaladas en la zona cen-

    tral del pas, encuentran condiciones meteorolgicas ms inadecuadas pa

    ra la difusin de contaminantes.

    En general, y a efecto de poder evaluar el impacto atmosfrico de una

    planta petroqumica, se requiere contar con informacin meteorolgica

    sobre

    ; velocidad y direccin del viento, humedad relativa, altura de

    capa de inversin, frecuencia de inversiones, temperatura media, as

    como la calidad de aire existente, que permitan estimar la capacidad de

    difusin y dilucin de los contaminantes atmosfricos emitidos.

    El Cuadro 2

    .1 presenta en forma detallada los requerimientos de informa-

    cin para la evaluacin de las caractersticas originales de la atmsfe-

    ra en la zona propuesta para un desarrollo petroqumico

    .

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    53/131

    VI-2-3

    CUADRO 2 .1

    REQUERIMIENTOS DE INFORMACION SOBRE CLIMA Y CALIDAD DEL AIRE

    a) Caractersticas generales del clima

    a .l) Velocidad y direccin de los vientos

    a.2)

    Humedad relativa

    a.3) Temperaturas mxima, media y mnima

    a.4) Precipitacin pluvial

    a.5) Perfil vertical de temperaturas

    a.6) Irradiacin solar

    1

    .7) Nubosidad

    b) Caractersticas especificas del clima

    b

    .l) Incidencia de huracanes, tornados, etc.

    b.2) Incidencia de nevadas/heladas

    b.3) Incidencia de otros fenmenos meteorolgicos especficos

    c) Caractersticas de la calidad del aire

    c .l) Inventario de emisiones

    Fuentes puntuales

    - Fuentes de lnea

    -

    Fuentes de rea

    - Emisiones fugitivas

    c

    .2) Niveles de contaminacin

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    54/131

    VI-2-4

    2 . 2 . 2 Agua.

    Al instalarse los desarrollos petroqumicos en zonas generalmente cerca

    nas a las refineras de petrleo, las corrientes y cuerpos de agua exis

    tentes en los ecosistemas correspondientes, generalmente presentan un

    cierto grado de deterioro previo, por la presencia de grasas y aceites,

    alteraciones trmicas, modificaciones del pH natural, etc.

    Al respecto, el Cuadro 2 .2 presenta las caractersticas de algunos ros

    ubicados en las zonas de desarrollo petrolero y petroqumico del pas,

    donde se puede notar la existencia de un problema grave de contaminacin

    acutica.

    Tomando en cuenta que, dentro de la industria petroqumica el agua se re

    quiere tanto para los procesos en s, como para transferencia trmica,

    toda instalacin de este tipo requiere de un

    abastecimiento

    abundante de

    agua, parte de la cual set-8 desalojada como agua residual con diversos

    contaminantes en ella.

    En el caso del agua, previo a la instalacin de una nueva planta petro-

    qumica,

    se requiere contar con informacin

    bsica sobre:

    - Disponibilidad (caudal)

    - Caractersticas fisicoqumicas

    .

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    55/131

    VI-2-5

    CUADRO 2 .2

    CARACTERIZACION DE LAS PRINCIPALES

    CUENCAS RELACIONADAS CON EL DESARROLLO PETROQUIMICO

    Cuenca

    Carga orgnica

    Areas Petroqumicas

    miles ton

    . DBO/ao involucradas

    Pnuco

    334 .7 Mxico, D .

    F.

    Tula, Hgo.

    Cd

    . Madero, Tamps.

    Lerma

    134 .8 Salamanca, Gto.

    Balsas 92 .2 San Martn, Pue.

    Coatzacoalcos

    35

    Coatzacoalcos

    Minatitln

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    56/131

    VI-2-6

    - Origen

    Utilizaciones adicionales o posteriores de las fuentes de abasteci-

    miento

    De igual forma, en caso de que se proponga disponer de las aguas resi-

    duales en alguna corriente, cuerpo superficial o en el subsuelo, se re

    quiere contar con informacin de las caractersticas, magnitud y uso

    posterior de la corriente o cuerpo de agua seleccionado al efecto.

    El Cuadro 2 .3 presenta los requisitos bsicos de informacin para po-

    der evaluar las caractersticas originales del recurso acutico en una

    zona donde no existiese modificacin previa a un posible desarrollo pe

    trolero qumico.

    2 .2 .3 Suelo

    Como en el caso del agua y del aire, normalmente el desarrollo petroqu

    mico de Mxico se ha orientado a zonas ya deterioradas con desarrollos

    previos, por otra parte, siendo la cercana a las refineras o a merca-

    dos un factor fundamental para su ubicacin, las zonas de ubicacin de

    complejos petroqumicos corresponden a las zonas de localizacin de re-

    fineras o mercados -Franja costera del Golfo, Bajo, Valle de Mxico,

    etc

    .- no interesando el tipo, ni las cara ctersticas del suelo

    .

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    57/131

    VI-2-7

    CUADRO 2

    .3

    i

    REQUERIMIENTOS DE INFORMACION SOBRE RECURSOS HIDRICOS

    a) Bala nce hidrolgico:

    a .a) Fuentes de agua en el rea

    - Subterrneas

    - Superficiales.

    b) Rgimen subterrneo

    b

    .l) Condiciones del subsuelo : porosidad, permeabilidad

    b.2) Zonas de recarga

    b.3)

    Nivel del agua

    b.4) Cercana a cuerpos o corrientes de agua superficiales

    b.5)

    Direccin de, flujos

    b.6) Usos potenciales

    c) Inundaciones

    c .l) Incidencia de inundaciones

    d) Patrones de drenado

    d .l) Existencia y naturaleza de los patrones de drenado del rea

    d

    .2) Caractersticas del suelo

    e) Azolvamiento

    e .l) Potencial de azolvamiento de los cuerpos de agua

    f) Aguas superficiales

    f

    .l) Tipo y magnitud

    f.2)

    Caractersticas de flujo

    f.3) Usos potenciales

    g) Calidad del agua en la zona

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    58/131

    VI-2-8

    Como marco de referencia, en el caso de nuevos desarrollos petroqumi-

    cos que se buscasen ubicar en zonas no afctadas por otros desarrollos,

    el Cuadro 2

    .4 presenta los requerimientos bsicos de informacin al res

    pecto, en cuanto a geologa y suelos.

    En el caso de los aspectos geolgicos, revisten importancia bSsica los

    aspectos que pueden afectar la seguridad de las instalaciones, tales co

    mo sismicidad y subsidencia del terreno

    .

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    59/131

    VI-2-9

    ` CUADRO 2

    .4

    REQUERIMIENTOS DE INFORMACION SOBRE SUELOS Y GEOLOGIA

    a) Aspectos geolgicos

    a .l) Tectnica/Ssmica

    a.2) Vulcanismo

    a.3) Tipo de rocas

    a.4) Riesgos de deslaves

    a.5)

    Subsidencia

    b) Aspectos topogrficos

    b .l) Altura sobre el nivel del mar

    b .2) Topografa del rea

    c) Suelo

    c .l) Caractersticas del suelo

    c.2) Capacidad de soporte

    c.3)

    Grado de deterioro

    c.4) Uso actual y potencial

    d) Materiales

    d .l) Bancos de prstamo

    d

    .2) Areas de disposicin de materiales no utilizables

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    60/131

    VI-2-10

    2 .3 FACTORES BIOTICOS

    2 .3 .1 Terrestres

    2

    .3 . 1

    .1

    Flora

    2 .3 .1 .2 Fauna

    Los factores ecolgicos involucrados en las reas de desarrollo petro

    qumico del pais, como se anot anteriormente respecto a los factores

    fsicos, se encuentran total o parcialmente deteriorados por desarro-

    llos previos de tipo petrolero o industrial.

    Asi, los ecosistemas de la costa del Golfo de Mxico, han sido afectados

    en algunos lugares ponla explota cin petrolera de la zona misma que data

    desde principios de siglo, por otra parte, las plantas petroqumicas

    del Valle de Mxico, Tula, Salamanca, etc ., se han instalado en reas

    donde previamente o en forma simultnea se han instalado refineras;

    por ello, ambos tipos de zonas ya no contaban con recursos biticos

    originales, sino que se trataba de zonas alteradas en forma importante.

    Por otra parte debe considerarse que la instalacin de nuevos complejos

    petroqumicos no est determinada especficamente por alguna regin par

    ticular del pais, como es el caso de la explotacin petrolera, ya que

    la utilizacin, cada vez ms intensiva, de poliductos, permite el ubi-

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    61/131

    VI-2-11

    car las plantas petroqumicas en cualquier zona del pas, pesando en

    forma sustancial su cercana a mercados potenciales, o la decisin po

    ltica de desarrollar una zona determinada, mediante la instalacin

    de un complejo petroqumico en ella.

    Por todo lo anterior, los factores ecolgicos relacionados con el de-

    sarrollo petroqumico se pueden considerar en principio, similares a

    los correspondientes a las refineras de petrleo ; con relacin a la

    informacin al respecto requerida por un nuevo desarrollo, el Cuadro

    2 .5 presenta los principales puntos a considerar e incluir en ella

    .

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    62/131

    VI-2-12

    CUADRO

    2 .5

    REQUERIMIENTOS DE INFORMACION SOBRE FLORA Y FAUNA

    a) Relacin de especies

    a .l) Especies raras

    a.2)

    Especies en peligro de extincin

    a.3)

    Especies necesarias para la vida silvestre

    a.4)

    Nmero y frecuencia relativa

    b) Comunidades vegetales

    b.1) Identificacin de poblaciones

    b.2) Distribucin y caractersticas

    b.3)

    Interrelaciones

    b.4) Interacciones

    c) Desarrollos forestales y/o agropecuarios

    c

    .l) Identicacin de desarrollos actuales o potenciales

    c.2) Caractersticas de la flora y fauna inducida

    c.3) Niveles de productividad.

    d) Flora y fauna nocivas

    d .l) Identificacin de especies

    d .2) Nmero y frecuencia relativas

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    63/131

    VI-2-13

    2

    4

    FACTORES SOCIOECONOMICOS.

    En lo que corresponde a los factores socioeconmicos normalmente rela-

    cionados con un desarrollo petroqumico, conviene anotar los siguien-

    tes puntos.

    a)

    Estructura de Poblacin.

    En general se trata de ciudades de tamao medio, en las cuales se bus-

    ca incentivar el crecimiento socioeconmico, las distribuciones por se-

    xo y edad no son significativamente diferentes a las del resto del pas.

    Dado que se requiere una infraestrura mnima, se consideran preferente-

    mente reas urbanas.

    b) Dinmica Poblacional.

    Las tasas de mortalidad y natalidad son normales, sin embargo estas zo-

    nas representan polos de atraccin migratoria, no siempre de las carac-

    tersticas requeridas por el desarrollo petroqumico a promover.

    c) Patrones de los Asentamientos Humanos.

    A diferencia de los campos de explotacin y exploracin petroleras, las

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    64/131

    VI-2-14

    reas de desarrollo petroqumico corresponden a asentamientos humanos

    estables, generalmente en base a fraccionamientos o colonias financia-

    das por PEMEX que llegan a incorporarse a los ncleos urbanos originales.

    d) Estructura de Empleo.

    Considerando que la operacin de un complejo petroqumico requiere de

    personal con capacitacin especfica, los desarrollos de este tipo bus

    can ubicarse en reas en las cuales la mano de obra calificada de la

    calidad requerida sea fcilmente accesible.

    Por otra parte, al desarrollarse actividades petroqumicas secundarias

    en estas zonas, la demanda de este tipo de mano de obra puede agotar la

    demanda requiriendo migracin de otras zonas.

    e)

    Interrelacin con Otras Actividades Productivas y de Servicios.

    Dado que un desarrollo petroqumico generalmente ocupa un nmero apre-

    ciable de trabajadores, las zonas para su desarrollo deben tener posi-

    bilidades de proveer bienes y servicios a la nueva poblacin inducida

    por el desarrollo

    ; especialmente es importante el destaca r que, por el

    nivel de salarios usuales en PEMEX, el personal que labora en un comple

    jo petroqumico tiene acceso a bienes y servicios en cantidad y calidad

    superiores a la media nacional, distorsionando as el patrn de demanda

    local y por ende el nivel de precios

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    65/131

    VI-2-15

    2

    .5

    FACTORES ESTETICOS Y CULTURALES.

    Con relacin a estos aspectos se deben hacer las mismas consideraciones

    que en lo relativo a los factores fsicos y ecolgicos, ya que por su

    propia naturaleza los desarrollos petroqumicos no requieren de facto-

    res estticos y culturales especficos por lo cual no pueden presentar

    factores de este tipo comunmente ligados a estos desarrollos

    .

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    66/131

    VI-3-1

    3

    IDENTIFICACION Y DESCRIPCION DE LOS IMPACTOS POR LA ACTIVIDAD DE LA

    INDUSTRIA PETROQUIMICA BASICA.

    3 . 1

    IMPACTOS AL MEDIO ABIOTICO

    3 . 1 . 1

    Aire

    Los desarrollos petroqumicos que utilizan los procesos descritos en el

    Capitulo I, presentan diversas emisiones contaminantes a la atmsfera.

    Al respecto conviene considerar en principio dos grandes grupos de fuen

    tes emisoras ligadas a esta industria

    ; por una parte, las emisiones ge-

    neradas por los diversos procesos de combustin requeridos por los pro-

    cesos petroqumicos (calderas, motores de combustin interna, turbinas,

    etc

    .) y por otra, las emisiones propias de los procesos petroqumicos.

    En el primer caso el Cuadro

    3

    .1 presenta los factores de emisin corres

    pondientes

    a diversos equipos

    de combustin de uso comn en plantas pe-

    troqumicas.

    En el segundo caso, el Cuadro 3 .2 presenta factores de emisin tpicos

    para diversos procesos

    ; al respecto puede observarse que, en general la

    mayora de las emisiones corresponden a hidrocarburos y otras materias

    primas o subproductos

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    67/131

    CUADRO 3

    .1

    FACTORES DE EMISION DE PROCESOS DE COMBUSTION

    a)

    HORNOS Y CALDERAS

    Combustible

    Unidades

    Partculas

    Oxidos de azufre

    Monxido de carbono

    Hidrocarburos (como CH4)

    Oxidos de nitrgeno

    * Para sistemas de ms de 10 MMBTU/hr

    b) MOTORES DE

    COMBUSTION INTERNA ESTACIONARIOS

    Combustible Gasolina

    Unidades

    g/hp

    .hr

    Partculas

    0

    .44

    Oxidos de azufre

    0

    .37

    Monxido de carbono

    25 0

    Hidrocarburos

    15

    7

    Oxidos de nitrgeno

    4

    .97

    * Usando gas natural

    ** Usando aceite residual

    Gas natural 3

    kg/milln m

    80-240

    9 .6

    2 72

    48

    1920 - 3680 (11200)*

    Ga s L . P.

    kg/mil litros

    0 .2 2

    0 .01 (%S)

    0 .19

    0 .036

    1 .45

    Diesel

    g/hp .hr

    0 .902

    0 .932

    2

    .82

    1

    .243

    14 .8

    Turbina ga ~

    kg/106 m 3* kg/10 1**

    224 0 6

    15000(%S)

    16

    .8(%S)

    1842

    1 .85

    673 0 .668

    6615

    8

    .13

    Residual 6

    kg/mil litros

    1 .25(%S) + 0

    .38

    19 .25(%S)

    0 .63

    0 .12

    7 .5

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    68/131

    VI-3-3

    CUADRO 3

    .2

    FACTORES DE EMISION DE ALGUNOS PROCESOS SELECCIONADOS

    Amoniaco

    Proceso Metanador Con absorcin de CO

    y regeneracin

    Unidades kg/ton kg/ton

    Amoniaco

    101 5

    105

    Hidrocarburos

    45

    45

    Monxido de carbono 100

    Cloruro de vinilo (kg/ton)

    Acido clorhdrico 0

    1

    Cloruro de vinilo 5

    Otros orgnicos

    1 .5

    Otrs organoclorados 0

    .55

    Oxido de etileno (kg/ton)

    Oxido de etileno 1

    Etileno

    92

    Etano

    Acrilonitrilo

    A c r i l o n i t r i l o 0 .25-5

    Monxido de carbono

    200

    Propeno

    50

    Propileno

    38-100

    Ac

    .cianh idrico

    0

    .5-1

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    69/131

    VI-3-4

    En general, parte de estas emisiones son lanzadas a la atmsfera

    ~ travs

    de chimeneas, lo cual permite estimar, mediante modelos de difusin ade-

    cuados, las reas que sern afectadas por ellas y la magnitud de tal afec

    tacin ; sin embargo,

    en los procesos petroqumicos tamben se presentan

    mltiples emisiones fugitivas provenientes de tanques de almacenamiento,

    de fugas en uniones y estoperos, etc

    ., las cuales son difciles de esti-

    mar ya que dependen en gran parte de las caractersticas de operacin y

    mantenimiento de las instalaciones involucradas.

    Es importante notar que algunas de estas emisiones tienen carcter txico

    o de alto riesgo para la salud, como es el caso del cido cianhdrico y

    del monmero de cloruro de vinilo

    ; igualmente, la mayora de ellas por su

    carcter orgnico presenta caractersticas de inflamabilidad y explosivi-

    dad que es necesario considerar.

    3.1.2

    Agua

    La industria petroqumica consume cantidades apreciables de agua, tanto

    dentro de

    los procesos, como utilizada de medio de enfriamiento

    . En el

    primer caso se integra a los productos por elaborar o se desecha conta-

    ' minada por subproductos indeseables

    ; en el

    segundo se evapora en parte y

    parte es desechada con un alto contenido de diversas sales, como purga

    de las torres de enfriamiento

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    70/131

    VI-3-5

    El

    Cuadro 3

    .3 presenta algunos consumos tpicos de la industria petro-

    qumica bsica.

    Las descargas de aguas residuales de la industria petroqumica pueden

    tener diversos orgenes ; asfi parte de los efluentes consisten

    en

    descar

    gas de aguas servidas procedentes de los servicios sanitarios de las

    plantas, la s cuales son incrementadas por aguas de lavado general de

    las instalaciones, otra parte corresponde a purgas de sistemas de enfria

    miento y la parte restante, de mayor inters para este estudio, es la

    procedente del propio proceso

    . Al respecto el Cuadro 3

    .4 presenta las

    caractersticas generales de las descargas de plantas petroqumicas,

    mientras que el Cuadro 3 .5 presenta los parmetros especficos para al-

    gunos de los procesos presentados.

    Como puede observarse, en g eneral los contaminantes presentes son sus-

    tancias orgnicas que incrementan la demanda de oxigeno de los efluen-

    tes

    ; entre estos productos destacan aquellos que como las g rasas y los

    aceites no son miscibles en el agua y sobrenadan en ella.

    Como

    contaminante

    peligroso del ag ua debe presentarse atencin a los

    cianuros, los metales pesados provenientes de catalizadores y a los di-

    versos

    organoclorados

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    71/131

    VI-3-6

    CUADRO 3.3

    CONSUMO DE AGUA

    Agua Proceso Agua Enfriam.

    Metanol (ton)

    1 .15 m

    3

    40 m

    3

    Dodecilbenceno

    (ton)

    0 .15 m 3 105 m 3

    Benceno (barril alim) - 2 m 3

    Aromticos pesados (ton) 12 m 3

    Amoniaco (ton)

    1 m 3 3 m 3

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    72/131

    VI-3-7

    CUADRO 3

    .4 .

    CARACTERIZACION DE LAS DESCARGAS DE LA INDUSTRIA PETROQUIMICA

    Parmetro ' Rango (mg/1)

    Promedio (mg/1)

    DBO5

    50-800 141

    DCO 300-1400 415

    CTO

    100-240

    135

    Grasas y aceites 20-250 45

    Amoniaco

    4-300

    .

    41

    Fenoles 0

    .5-50

    10

    Sulfuros 0-200

    1

    .7

    Cromo

    0

    . 5 0 .46

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    73/131

    CUADRO 3

    . 5

    DESCARGAS ESPECIFICAS DE ALGUNOS PROCESOS SELECCIONADOS

    Unidades

    Flujo

    m

    3

    /ton

    DBO

    mg/i

    DCO

    mg/1

    CTO

    mg/1

    SS

    mg/1

    OTROS

    kg/ton

    Proceso metanol

    0 .35-0 .49

    120-2620

    320-4930

    107-583

    - 0

    .20*

    Oxido

    etileno

    650-4800

    4800-52 000 3000-196 00

    Xileno 3000-6000

    Polietileno 42 0 .2-4 . 4 0 .2-54 0-4 . 1

    Polipropileno 2 .5-66

    8

    0

    .10

    0

    .20

    Dodecilbenceno

    7-21**

    Butileno

    2 . 4 6

    .67***

    Etileno 0 .12****

    Amonaco 4

    120

    *

    organoclorados, cromo, zinc

    ** cloruro de aluminio

    ** * organoclorados, cromo, sulfuros

    *** * organoclorados, fenoles

    Nota : 290 ppm NH4

    850 ppm sol .dis.

    580 ppm orgnicos

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    74/131

    VI -3- 9

    3 1 .3

    )Suelo

    En general, en forma directa, los procesos petroqumicos no generan con

    taminacin del suelo y, comunmente, no producen desechos slidos en can

    tidad apreciable

    ; sin embargo, diversos subproductos no utilizables pre

    sentan problemas en su disposicin, la cual generalmente se hace deposi

    tndolos en tanques que posteriormente se entierran

    . Este sistema ha

    probado ser, no slo ineficiente sino peligroso como se comprob en los

    Estados Unidos con el episodio de Love Canal.

    Por lo anterior y, en lo que se refiere a impactos al suelo, se puede

    indicar que la industria petroqumica puede generar residuos que, si se

    infiltran en el suelo, pueden migrar contaminando acuferos subterrneos

    e inutilizando al mismo suelo.

    3

    . 1

    .4

    Ruido

    Del equipo utilizado en la industria petroqumica, son emisores de rui-

    do los hornos y calderas, los compresores y motores en general, los sis

    temas de tuberas y

    las

    vlvulas

    de seguridad, control y venteo.

    El Cuadro 3,6 presenta los niveles tpicos de emisin de ruido de estas

    fuentes, sealndose al mismo tiempo las frecuencias en que g eneralmente

    se produce este contaminante

    .

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    75/131

    CUADRO 3.6

    VI-3-10

    PRINCIPALES FUENTES DE RUIDO EN LA INDUSTRIA PETROQUIMICA

    Nivel Sonoro dB(A)

    Frecuencias Hz

    Enfriadores de aire

    90-95

    20-150

    Compresores

    100-105

    1200-10000

    Eyectores de vapor

    110-120 1200-10000

    Vlvulas de control 90-95 20-150

    Bombas

    100-105 150-1200

    Chimeneas

    95

    75-2400

    Calderas

    105-110

    75-600

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    76/131

    VI-3-11

    1

    .5 Residuos Slidos

    Como nicos residuos slidos a considerar, en forma general para este

    sector industrial, se considera importante el

    anotar los lodos proce-

    dentes del tratamiento de las aguas residuales de la misma industria;

    estas aguas, conteniendo en promedio de 2 a 5 de slidos en suspen-

    sin, se someten a clarificacin a fin de obtener un lodo con 10 a 40

    de slidos, el cual es el residuo que se requiere disponer adecuadamen

    te ya que puede contener cianuros, organoclorados y metales pesados.

    Adicionalmente, la industria petroqumica genera residuos no peligro-

    sos del tipo de material de empaque, material de limpieza, estopas,

    etc

    ., que normalmente pueden disponerse con los desechos municipales.

    3 .1

    .6 Aspectos . Estticos

    En general la imagen de un desarrollo petroqumico comprende una serie

    de instalaciones, torres, tanques, tuberas, etc ., lo que no puede con

    siderarse especficamente antiesttico ; sin embargo un mal mantenimien

    to de estas instalaciones origina corrosin, deterioro de pinturas y

    otros materiales, acumulacin de residuos, etc

    ., que s pueden provocar

    una imagen antiesttica

    Ahora bien, en la posible evaluacin del impacto esttico de un desarro

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    77/131

    VI-3-12

    110 de este tipo, debe de considerarse el entorno correspondiente y to-

    marse en cuenta que este tipo de evaluaciones comprende

    una

    componente

    subjetiva muy importante, que depende de la idiosincrasia de la pobla-

    ci6n circundante

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    78/131

    VI-3-13

    3 .2

    IMPACTOS A LOS FACTORES BIOTICOS

    3 .2 .1 Terrestres

    3 2 1 .1 Flora

    t

    Considerando las emisiones atmosfricas sealadas, se puede esperar que

    una planta petroqumica afecte en mayor o menor grado a diversas espe-

    cies vegetales del vecindario.

    Al respecto hay que considerar que el bixido de azufre generado, bsi-

    camente por

    los sistemas de combustin, es fitotxico para diversas es-

    pecies ; de igual forma el ozono producto de la contaminacin fotoquimica

    generada por los hidrocarburos voltiles, los xidos de nitrgeno y la

    luz solar,presentan caractersticas oxidantes muy marcadas que tambin

    afectan a diversas especies vegetales.

    El Cuadro 3

    .7 presenta una relacin de las especies ms sensibles a los

    contaminantes atmosfricos sealados

    Por otra parte, las descargas de aguas residuales, si se permite que lie

    guen directamente a tierras cultivadas o con flora natural, afectarn di

    versas plantas de acuerdo con sus caractersticas, siendo importante so-

    bre todo la presencia de metales pesados y de boro

    ; de igual forma gra-

    sas

    y

    aceites contenidos en estas aguas pueden contaminar al suelo

    y

    vol

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    79/131

    CUADRO 3 . 7

    ESPECIES VEGETALES MAS SENSIBLES

    A LOS CONTAMINANTES ATMOSFERICOS

    Ozono Avena

    Papa

    Rbano

    Soya

    Tomate

    Tabaco

    Sicomoro

    Pino blanco

    Bixido de azufre Alfalfa

    Manzana

    Algodn

    Trigo

    Cebada

    Pino

    Etileno

    Algodn

    Tomate

    Peroxiacilnitrato

    Frijol pinto

    Lechuga romana

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    80/131

    VI -3-15

    verlo improductivo

    ; al respecto reviste mayor importancia la contamina-

    cin de plantas que, a travs de las cadenas alimenticias, puedan afec-

    tar la sa lud del hombre.

    3 .2

    .1

    .2 Fauna.

    El efecto ms importante que se ha detectado en la fauna, por causa de

    las emisiones contaminantes de la industria petroqumica ha sido la in-

    toxicacin aguda de animales domsticos o silvestres por descargas masi-

    vas accidentales de gases o la intoxicacin crnica con acumulacin por

    la ingesta de alimentos (pasto, forraje) contaminados con compuestos or

    ganoclorados o con metales pesados ; en este caso, la cadena alimenticia

    juega un papel de concentrador que puede afectar al ser humano.

    3 .2

    . 2

    Acuticos

    3 .2 .2 .1 Flora

    Las descargas de aguas residuales procedentes de la industria petroqu-

    mica, afectan a la flora acutica dependiendo de su naturaleza y concen

    tracin ; as, agua conteniendo sustancias grasas sobrenadantes o sli-

    dos en suspensin, afectan la transferencia de luz, aire-agua con el con

    secuente efecto en el ciclo clorofiliano ; as conteniendo orgnicos

    con caractersticas de nutrientes afectan el equilibrio ecolgico origi-

    nal, propiciando un desarrollo anormal de ciertas especies

    ; por ltimo

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    81/131

    VI-3-16

    la presencia de fitotxicos pueden destruir diversas especies o acumular

    se en otras.

    3 .2 .2 .2 Fauna.

    En el aspecto de la fauna acutica, son tres los mayores efectos que pue

    den originarse por la contaminacin petroqumica

    : uno, la reduccin del

    intercambio de oxgeno en la interfase aire-agua por la presencia de pe-

    lculas de sustancias grasas

    ; otro es el correspondiente a la concentra-

    cin de txicos por ingestin directa de las especies o por concentracin

    a travs de la cadena alimentaria

    ; y el ltimo, el efecto de descargas

    calientes en los cuerpos de agua, los cuales modifican las condiciones de

    habitat

    para diversas especies

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    82/131

    VI-3-17

    3

    . 3

    IMPACTOS

    SOCIOECONOMICOS

    El

    establecimiento de un complejo petroqumico en una regin origina di

    versos efectos en el marco

    socioconmico

    inicial

    ; los principales son:

    a)

    Incremento en la demanda de mano de obra especializada, la cual pue

    de originar una corriente migratoria importante o provocar un incremen

    to

    inflacionario en los salarios.

    b)

    Incremento en la demanda de bienes y servicios, ya que el incremento

    poblacional originado por la migracin de tcnicos y personal califica

    do origina una demanda de bienes (habitacin, alimentacin, etc .) y ser

    vicios (atencin mdica, educacin, transporte, etc .) que alteran el

    equilibrio previo, generando, normalmente, un incremento altamente in-

    flacionario en los costos de bienes y servicios

    ; incremento que afecta,

    fundamentalmente, a la poblacin original que continua recibiendo sus

    salarios tradicionales, contra la nueva poblacin que, al depender, b-

    sicamente de PEMEX, obtiene salarios superiores al promedio de la regin.

    c) Modificacin de los patrones de consumo.

    El

    grupo poblacional inmigrado puede afectar, debido a su gran peso

    econmico, los patrones de consumo en la zona, introduciendo nuevos pro-

    ductos, generalmente superfluos, as como hbitos de consumo-desperdi-

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    83/131

    VI-3-1

    3

    cio, no existentes originalmente en el rea.

    d)

    Modificacin de los patrones culturales

    Aunque en menor grado que los patrones de consumo, los patrones cultura-

    les de la regin donde se instala un desarrollo petroqumico pueden alte

    rarse en mayor o menor grado, dependiendo de la idiosincrasia de la po-

    blacin original y del peso cultural de la poblacin migrante.

    e) Modificacin del equilibrio politico.

    Tomando en cuenta el movimiento de poblacin hacia un nuevo desarrollo

    petroqumico, y las cara ctersticas de mayor politizacin de la misma,

    en diversas ocasiones la fuerza poltica representada por los trabaja-

    dores sindicalizados puede interaccionar y an, competir con los grupos

    polticos tradicionales de la zona

    ; este efecto es ms fuerte en las zo-

    nas donde adicionalmente al desarrol lo petroqumico se presentan desa-

    rrollos de explotacin y refinacin petroleras, ya que el personal sindi

    calizado de PEMEX puede convertirse en la fuerza poltica predominante

    del rea

    .

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    84/131

    VI-3-19

    3 .4

    IMPACTOS AL PAISAJE Y ASPECTOS CULTURALES.

    Este aspecto ya se seal al hablar de los impactos estticos al medio

    fsico

    .

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

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    VI-3-20

    3

    . 5

    CRITERIOS DE PLANEACION REGIONAL.

    Las plantas

    de

    petroqumica bsica,

    al igual que las Refineras no de-

    penden en principio de su

    proximidad

    con las fuentes de materia prima.

    Sin embargo entre ellas y las refineras existe en prctica una simbio-

    sis cuando su alimentacin se basa en productos de refinera, tales co-

    mo gases ligeros, naftas, reformado cataltico, polmeros, etc.

    Por eso se considera que es til tratar las dos actividades conjuntamen

    te respecto a planeacin regional y se remite a lo tratado en la Mono-

    grafa A-V -Refineras- con la salvedad que en el caso de la petroqumi

    ca bsica, ser muchas veces el mercado el que podr dictar su localiza

    cin, pero que la extensa red de g asoductos y las refineras en operacin

    pueden suministrar los insumos bsicos, en donde el mercado requiere de

    petroqumicos o

    donde se puede aprovechar infraestructura ya existente.

    Por lo anterior ser oportuno aplicar los conceptos expresados en la Mo-

    nografa antes mencionada, sobre todo en relacin con el Puerto Indus-

    trial Lzaro Crdenas y con la futura seleccin del sitio para la Refi-

    nera X

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    86/131

    VI-3-21

    3 .6 RIESGOS

    La industria petroqumica bsica, ms que representar un sector de alta

    contaminacin rutinaria, represdnta uno de los sectores de ms alto ries

    go ambiental, tanto por las caractersticas de los productos que maneja,

    como por la complejidad de sus procesos.

    Asi el manejo de productos inflamables, txicos, explosivos o corrosivos

    es comn en esta industria, lo mismo que la utilizacin de altas tempera

    turas y presiones que someten a los equipos, en forma constante, a esfuer

    zos diversos.

    Las Vlvulas de seguridad, los discos de rompimiento, los sistemas alter

    nos de abastecimiento de energa elctrica, de refrigeracin, etc . son

    algunas de las medidas de seguridad normalmente incluidas en estas plan

    -

    tas, sin embargo, los aspectos de prevencin de riesgos y atencin de

    emergencias requieren de mayor peso en el anlisis del impacto ambiental

    de este tipo de instalaciones.

    El Cuadro 3 .8 presenta las caractersticas potenciales de accidentes des

    tructivos en diversos procesos petroqumicos

    ; adicionalmente, el Cuadro

    3.9 presenta la

    probabilidad relativa de que se presenten algunos eventos

    peligrosos

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    87/131

    CUADRO 3

    .8

    VI-3-22

    CARACTERISTICAS POTENCIALES DE ACCIDENTES DESTRUCTIVOS

    E

    F

    Amoniaco

    Unidad de reformacin

    2

    2

    Unidad de oxidacin parcial 3 2

    Licuefaccin del aire 3 2

    Sntesis integral 3 2

    Compresin del gas de sntesis

    3

    2

    Recompresin del amoniaco 1

    1

    Metanol

    Oxidacin del metano 3

    3

    Reformacin del metano

    3 3

    Etileno Rup

    tura cataltica 2 3

    Purificacin

    2 4

    Polietileno Proceso de alta presin 3 3

    Proceso de baja presin con solventes

    3 5

    Idem con catalizador

    3

    6

    Almacenamiento

    1

    3

    Cloruro de vini

    lo De acetileno 4 4

    De ruptura del dicloro etileno

    2 4

    Oxido de etileno Oxidacin directa

    a) Sistema de reaccin 3 3

    b) Sistema de recuperacin 4 5

    De clorhidrina

    a)

    Reactor

    3 2

    b)

    Hidrlisis

    4 5

    Almacenamiento 3

    5

    Propileno a) Ruptura cataltica 2

    3

    b) Purificacin 2 4

    Acrilonitrilo a) De HCN y acetileno

    4

    4

    b) De xido de etileno 4

    4

    Butileno Deshidrogenacin de butano 3

    4

    Nota

    : Las escalas utilizadas tienen 6 grados de menor a

    mayor riesgo (WesternActuary Bureau)

    0

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    88/131

    CUADRO 3

    .9

    VI-3-23

    PROBABILIDAD RELATIVA DE ALGUNOS EVENTOS PELIGROSOS

    a) Interrupcion de servicios

    a

    .l) Energa . elctrica

    Momentnea

    Periodo corto (

    8 hrs)

    Periodo largo ( 8 hrs)

    a.2)

    Vapor de proceso

    Perodo corto

    Periodo largo

    a.3) Agua de proceso

    Perodo corto

    Periodo largo

    a.4) Aire de proceso

    Momentnea

    Periodo corto

    Periodo largo

    b) Fallas en sistemas de almacenamiento

    (fugas)

    b

    .l) En procesos corrosivos

    Areas de alta vibracin

    10

    -1

    Areas de baja vibracin

    10 -2

    Areas sin vibracin

    10

    -

    3

    b .2) En sistemas con uniones roscadas

    Areas de alta vibracin

    10

    -2

    Areas de baja vibracin

    10

    - 3

    Areas sin vibracin 10 -4

    10

    -3

    10-3

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

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    VI-3-24

    CUADRO 3

    .9 (CONT,)

    PROBABILIDAD RELATIVA DE ALGUNOS EVENTOS PELIGROSOS

    b .3) En sistemas con uniones blindadas o soldadas

    Areal de alta vibracin

    10-3

    Areas de baja vibracin

    10

    -4

    Areas sin vibracin

    10-

    5

    c) Fallas en los sistemas de control

    c

    .l) Fallas en controles de funciones primarias

    Falla de control

    1071

    Falla simultnea de dos controles

    10-

    2

    c.2) Fallas en sistemas de corte o alarmas

    Falla de un sistema o alarma

    10

    -

    Falla simultnea de dos

    10 -2

    c.3) Otras fallas

    Vlvula de alivio en servicio limpio 10-

    3

    Vlvula de alivio en servicio sucio 10

    -1

    Disco de ruptura

    10 -3

    d) Ingnicin

    d .l) Gas LP o similar, con sistema elctrico a prue-

    ba de explosin y sin fuente obvia de ignicin

    d.2) Lquidos combustibles con temperatura de burbu-

    ja menor a 43C

    d.3) Lquidos combustibles con temperatura de burbu-

    ja entre 43 y 93C

    10

    -1

    10'?

    10-~

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

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    VI-3-25

    'or

    otra parte es importante tambin el considerar las caractersticas

    toxicolgicas de los productos que se manejan en los diversos procesos

    ya que, accidentalmente, pueden producirse escapes o derrames que, a su

    vez, pueden representar un alto riesgo para la poblacin.

    El Cuadro 3 .10 presenta los valores de toxicidad de algunos de los pro-

    ductos manejados en la industria petroqumica bsica.

    3 .6 .1

    Anlisis de Riesgos

    Una de las herramientas ms tiles para reducir los riesgos de acciden-

    tes en plantas de proceso es el anlisis de riesgos

    . Por medio de esta

    metodologa se pueden definir los puntos crticos de un proceso y, en

    base a ello, tomar medidas de seguridad adicionales hasta reducir el

    riesgo a un nivel aceptable.

    La Figura -3

    .1 presenta en forma esquemtica la metodologa de anlisis

    de riesgos utilizando rboles de falla.

    Para poder aplicar este tipo de anlisis se requiere un conocimiento pre

    vio, detallado del proceso, los materiales involucrados y la probabili-

    dad de que se presente una falla en el sistema

    ; en general esta ltima

    informacin no es fcilmente accesible

    .

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    91/131

    VI-3-26

    CUADRO 3:10

    TOXICIDAD DE LOS PRODUCTOS PETROQUTMICOS

    Compuesto Dosis letal 50

    Concentracin letal 50 Carcingeno

    (mg/kg

    . (ppm/hr

    .

    Acrilonitrilo

    90

    (ratas) 500/4 (ratas)

    X

    Metanol

    420 (ratones)

    1000 (monos)

    Etileno

    95 (ratones)

    Oxido de etileno

    330 (ratas) 960/4 (perros)

    Cloruro de vinilo

    500

    (ratas)

    20

    X

    Butileno

    Asfixiante

    Benceno

    2000 (perros) 10 000/7 (ratas)

    X

    Xilenos 5000 (ratas)

    6700/4

    (ratas)

    Propileno

    Asfixiante

    Amoniaco

    350

    (ratas)

    10 000/3 (hombre)

    Tolueno

    30 000/2 (rata)

  • 7/21/2019 Ae 001740 Monografia

    92/131

    FIGURA 3 .I.

    PA SOS EN L A ESTIMA CION D E RIESGOS

    D I A G R A M A

    DE FLUJO

    DEL PROCESO

    I D E N T I F I C A C I O N

    RIESGOS

    E V A L U A C I O N

    RIESGOS

    r

    D A T OS T E CN I CO S

    M O D E L O S

    D E S E G U R ID A D

    D E E Q U I P OS

    G E

    N E