Unidad IV Alquilacion

ALQUILACIÓN

REFINACIREFINACIÓÓN DELN DEL

PETRPETRÓÓLEOLEO

MATERIAL COMPLEMENTARIO VIIIPROF. HUGO LUJANO

ContenidoContenido Introducción

Objetivo

Materias primas

Productos - Especificaciones

Ubicación en la Refinería

Química del Proceso:

Reacciones químicas / Catalizadores

Descripción del proceso

Variables principales

Unidades en el circuito de refinación de PDVSA

El proceso de alquilación se fundamenta en el uso del ácido fluorhidrico

(HF) como catalizador, para promover la formación de una molécula de

parafina altamente ramificada a partir de olefinas (mezcla de propileno y

butileno) con isobutano.

El producto de la reacción, conocido como alquilato, es un combustible

de elevado octanaje el cual posee excelente propiedad antidetonante.

IntroducciónIntroducción

Olefina + Iso-butanoHF

Alquilato

Su finalidad es producir componente de alto octanaje llamado

Alquilato y utilizado para la preparación de gasolina automotor,

a partir de olefinas livianas (propilenos y butilenos) e isobutano

en presencia de ácido fluorhídrico como catalizador.

ObjetivoObjetivo

Materias PrimasMaterias Primas

Propileno C - C = C

C - C = C- C

C - C - C

C

Butileno

Iso-Butano

C - C = C- C

C

Amileno

Olefinas

Parafina Ramificada

•• PropanoPropano

Uso en bombonas (95%vol min. y 2,5%vol max de butanos)

•• Normal ButanoNormal Butano

Uso en bombonas (5%vol max Isopentano, floruros 10 ppm)

Producción de Iso-butano

•• AlquilatoAlquilato

Mezcla de gasolina de alto octano (MON min 90, RVP max.4,5 psig, Floruros max 150 ppm, Punto Final max 403 °F).

•• PolímeroPolímero

Productos - EspecificacionesProductos - Especificaciones

Ubicación en RefineríasUbicación en Refinerías

Crudo DE

ST

ILA

CIO

NA

TM

OS

/VA

CIO

Gases / GLP

GREFORMAC. G

EHDS

Naftas

Gasol. Alto Octanaje

Aromáticos

DDestilados

RResiduo LargoD

ES

TIL

AC

ION

AL

VA

CIO

DE

SIN

T. C

AT

. O

HID

RO

CR

AC

. EE

Bases Lub.

Parafinas

HDS ALQ GAlquilato

GGasolinas

DDest./Diluente

RRes. Bajo Azufre

RResiduo Corto

CONVERSIONRESIDUALES

CONVERSIONPROFUNDA

RGDRE

Asfalto

Gasolinas

Destilados

Residual

Coque

G GASOLINAS

DESTILADOS

RESIDUALES

ESPECIALIDADES

D

R

E

CONVERSIONMEDIA

DESTILACION

La alimentación a las unidades de alquilación están conformadas por:

Propano

Butano

Iso butano

C5-

Propileno (C3=)

Butileno /C4=)

Isobutileno (I-C4=)

Propano

Butano

Iso butano

C5-

Propileno (C3=)

Butileno /C4=)

Isobutileno (I-C4=)

Componentes que sufrenreacción de alquilación

Química del ProcesoQuímica del Proceso

PROPILENO + ISOBUTANO 2,3 DI METIL PENTANO

C - C = C + C - C - C C - C - C - C - C

PROPILENO + 2 ISOBUTANO 2,3,4 TR IMEL PENTANO + PROPANO

C - C = C + 2(C - C - C) C - C - C - C - C + C - C - C

El 20% del propileno de la alimentación se convier te en propano

HF

HF

C C C

C C C

C

Alquilación de propilenos

Alquilación de propilenos

Principales reacciones de alquilación


Principales reacciones de alquilación


BUTILENO + ISOBUTANO 2,2,4 TR IMETIL PENTANO

C - C = C - C + C - C - C C - C - C - C - C

AMILENO + ISOBUTANO 2,2,4 TRIMETIL HEXANO

C - C = C - C C - C - C C - C - C - C - C - C

HF

HF

C

C C

C

C

CC

Alquilación de butilenos

Alquilación de amilenos

C C

Propileno + Isobutano 2,2 DMP 91 89 2,3 DMP 83 84

Isobutileno + Isobutano 2,2,4 TMP 100 100

1- Buteno + Isobutano 2,3 DMH 71 79 2,4 DMP 65 70

2- Buteno + Isobutano 2,3,4 TMP 103 96 2,2,4 TMP 100 100 2,3,3 TMP 106 99

RON MON


Química del ProcesoQuímica del ProcesoCatalizadores

Los catalizadores usados en las plantas de alquilación son:

• Buen octanaje• Utilización ácido sulfúrico gastado para tratamiento de naftas

• Ácido sulfúrico

• Ácido fluorhídrico (HF)

Hasta 1960 la mayoría de instalaciones diseñadas para ácido sulfúrico

Desde 1960 hasta el presente la mayoría de nuevas instalaciones diseñadaspara HF.

• Mejoramiento proceso-HF mayores octanajes

• Eliminación tratamientos con ácido sulfúrico gastado debido a introducciónde hidrotratamiento y merox

• Necesidad de tratar ácido

• El HF es más fácil de regenerar

Descripción del ProcesoDescripción del Proceso

1. Tratamiento de la alimentación

2. Sección de reacción

3. Fraccionadora principal de productos

4. Depropanizadora

5. Regeneradora de ácido

6. Tratamiento de Productos (Neutralización Alúmina y KOH)

El proceso de alquilación se divide generalmente en las siguientes

secciones:


TratamientoAlimentación

(Secado)

TratamientoAlimentación

(Secado)

Sección deReacción

Sección deReacción

Asentador deAcido

Asentador deAcido

DespropanizadoraDespropanizadora

Isobutano

Olefinas

Regeneraciónde Acido

Regeneraciónde Acido

Hidrocarburo

Fraccionadora Principal

Fraccionadora Principal

Propano

Tratamiento deProductos

Tratamiento deProductos

HF

AlquilatoIsobutano reciclo

N-Butano

TratamientoTratamiento

Alquilato aalmacenaje

N-Butano aalmacenaje

Polímero

SECCION DE TRATAMIENTO DE LA ALIMENTACIÓNSECCION DE TRATAMIENTO DE LA ALIMENTACIÓN


Descripción del ProcesoDescripción del ProcesoSECCION DE REACCIÓNSECCION DE REACCIÓN

SECCION DE REACCIÓNSECCION DE REACCIÓN

SECCION DE FRACCIONAMIENTOSECCION DE FRACCIONAMIENTO


HF

IC4 Sobre calentador

CBM + Polimeros

ICE, C3,HF

C3,HF

TamborTambor

TamborAsentador

Reactores

IC4 Reciclo

IC4

IC4

Horno

Alquilato IC4 de selloPropano

N Butano

HF Reciclo

HF

OlefinasHF

Reg

ener

ator

HF

Fra

ccio

nado

ra

Der

ropa

niza

dora

Des

poja

dor

HF

IC4


Temperatura del Reactor

Variables PrincipalesVariables Principales

RelaciónIso Butano/Olefinas

Relación VolumétricaAcido/Hidrocarburo

1:1 a 5:1

Calidad de la carga

Concentración del Acido88 - 92% HF en peso

VARIACIÓN

Relación iC 4 / Olef

Temperatura de reacción

Fuerza del ácido

Relación HF / HC

Presión de reacción

8:1 a 12:1

< 38°C

88 - 92%

1:1 a 5:1

200 PSIG


Alkylate octane

Tar

Alkylate end pointTar

Cambio fluorides

Cambio fluorides

Alkylate octane

Utilties

Figura 1Reactor Temperature

Figura 2Isobutane to Olefin Ratio

Increasing reactor temperature Increasing isobutane to olefin ratio



Alkylate octane

Alkylate octane

Alkylate end point

Alkylate end point

Tar

Tar

Cambio fluorides

Cambio fluorides

Figura 3Acid Strength

Figura 4Acid to Hidrocarbon Ratio

Increasing acid strength Increasing acid to hydrocarbon ratio

Refinería Pto. La Cruz El Palito Amuay Cardón Isla

Diseño Phillips UOP UOP UOP Phillips

Capacidad, BPD 3400 13000 18000 13000 7420

T reacción, °C 20-40 29-32 25-32 25-38 39-41

°F 68-104 85-90 77-90 77-100 102-106

IC4/olefina 12/1 15-20/1 10.5/1 10/1 13/1

HF/HC 1.5/1 1.8/1 1.5/1 1.25/1 4/1

Pureza HF, % 88-90 87-92 88-90 86-90 87-92

Alquilato, BPD 3500 15000 20500 14300 4450

Octanaje 93-91 RON 92-93 RON 90-91 MON 91-92 RON 92-94 RON

Variabes de operación de una unidad dealquilación

MUCHAS GRACIASPOR SU ATENCIÓN

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