Obtención de Olefinas

PRODUCCION DE OLEFINAS COMANDO GENERAL DEL EJÉRCITO ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA “MCAL. ANTONIO JOSE DE SUCRE” BOLIVIA

OBTENCIÓN DE OLEFINAS

INTEGRANTES:

BIGABRIEL POZO ITCELL GUTIERRES GAMBOA PAOLA MUNOS POMA ROSA LIDIA RODRIGUEZ ALEXANDER

CURSO:

SEPTIMO B

DOCENTE:

ING. GASTON RIOJA CARDENAS

MATERIA:

PETROQUIMICA

FECHA:

16/11/16

COCHABAMBA-BOLIVIA

PRODUCCION DE OLEFINAS

OBTENCION DE OLEFINAS

ÍNDICE 1. INTRODUCCION ......................................................................................... 3 2. OBJETIVOS................................................................................................. 3 3. MARCO TEORICO ...................................................................................... 3 3.1.

¿Qué es una olefina? ............................................................................... 3

3.2.

¿Qué es pirolisis? ..................................................................................... 4

3.3.

Características de las olefinas .................................................................. 4

3.4.

Propiedades físicas de las olefinas ....................................................... 5

4. PRODUCCION DE OLEFINAS .................................................................... 6 4.1.

Producción de olefinas por craqueo con vapor de hidrocarburos ......... 6

4.2. Olefinas - Separación progresiva para la recuperación de olefinas y purificación cruda de gases agrietado........................................................... 10 4.3.

Olefinas - butenos de destilación extractiva ........................................ 12

4.4.

Las olefinas por deshidrogenación ...................................................... 13

4.5.

Olefinas – catalíticas ........................................................................... 15

4.6.

Proveedores de olefinas...................................................................... 16

5. CONCLUSIONES ...................................................................................... 17 6. BIBLIOGRAFIA .......................................................................................... 17

PRODUCCION DE OLEFINAS

1.

INTRODUCCION

El gas natural y las fracciones petroleras están formadas principalmente de hidrocarburos saturados, parafinas y naftenos, dependiendo del número de átomos de carbono y de la estructura de los hidrocarburos que integran el petróleo, se tienen diferentes propiedades que los caracterizan y determinan su comportamiento como combustibles, lubricantes, ceras o solventes, del petróleo se obtienen determinados compuestos, que son la base de diversas cadenas productivas, las cuales determinan una amplia gama de productos denominados petroquímicos, que se utilizan en las industrias de fertilizantes, plásticos, alimentaria, farmacéutica, química y textil, entre otras. Las principales cadenas petroquímicas son las del gas natural, las olefinas ligeras (etileno, propileno y butenos) y la de los aromáticos. Las olefinas son compuestos químicos que contienen por lo menos un doble enlace carbono – carbono, sin embargo el término olefinas está siendo reemplazado por el término alquenos. Los alquenos u olefinas pertenecen a un tipo de hidrocarburos insaturados que se podrían definir como alcanos que han perdido un par de átomos de hidrógeno. En lugar de estos átomos de hidrógeno, las olefinas produjeron un doble enlace entre dos carbonos. 2.

OBJETIVOS

Mediante la realización de las indagaciones apropiadas nosotros esperamos obtener los siguientes conocimientos acerca del tema:

3.



De qué trata el tema de olefinas, composición y características.



El proceso de producción de Olefinas. MARCO TEORICO

3.1.

¿Qué es una olefina?

Son hidrocarburos con doble enlaces carbono – carbono. El termino olefina proviene del termino ingles olefiant gas, que significa “gas formador de aceite”. Estos se encuentran en los procesos industriales más importantes. Las olefinas

PRODUCCION DE OLEFINAS

de mayor interés en cuanto a sus aplicaciones son aquellos que poseen de dos a cinco átomos de carbono: es decir, el etileno, propileno, n-buteno, butadieno e isopreno.

En los países en donde existen yacimientos ricos en gas natural, el etileno y el propileno se pueden obtener por medio del proceso llamado desintegración térmica o craqueo térmico, usando como carga el propano y butano contenidos en dicho gas. 3.2.

¿Qué es pirolisis?

Es la descomposición química de materia orgánica y todo tipo de materiales, causada por el calentamiento a altas temperaturas en ausencia de oxígeno. La pirolisis extrema, que solo deja carbono como residuo, se llama carbonización. 3.3.

Características de las olefinas

Las principales características de las olefinas son: 

Mayor densidad que el agua



Insolubles en agua



Son incoloras



Presentan un doble enlace carbono – carbono.



Su isomería es de cadena, como las parafinas.



Se clasifican como hidrocarburos insaturados.



Su isomería es geométrica o cis – trans.



El isómero cis suele ser más polar, tener un punto de ebullición mayor y un punto de fusión menor que el isómetro trans.

PRODUCCION DE OLEFINAS

3.4.

Propiedades físicas de las olefinas

Las olefinas tienen propiedades físicas muy similares a las de los alcanos. Sin embargo, el doble enlace de carbono – carbono evidencia variaciones en dos características en especial: la acidez y la polaridad. Acidez de las olefinas La polaridad del doble enlace carbono – carbono de las olefinas provoca que éstas sean más ácidas que los alcanos. En cambio, el grado de acidez de las olefinas es menor que el de los ácidos carboxílicos y también que los alcoholes. Polaridad de las olefinas La polaridad de las olefinas depende totalmente de su estereoquímica. Al presentar un doble enlace, las olefinas o alquenos tienen una primera molécula cis. Las moléculas cis se distinguen porque los sustituyentes están de un solo lado del doble enlace. Cuando las olefinas presentan una molécula cis, se presenta un momento dipolar neto. En el caso de las olefinas con moléculas trans (que son las que se encuentran en caras opuestas del doble enlace), el momento dipolar es nulo. Los principales métodos de producción industrial son: 1. Craqueo térmico de alcanos de alto peso molecular(cera de parafina) para dar principalmente α–olefinas: 𝑅1 − 𝐶𝐻2 𝐶𝐻2 𝐶𝐻2 𝐶𝐻2 − 𝑅 2 → 𝑅1 − 𝐶𝐻 = 𝐶𝐻2 + 𝑅 2 − 𝐶𝐻 = 𝐶𝐻2 + 𝐻2 2. Deshidrogenación catalítica:

3. Cloracion-dehidrocloracion:

4. Oligomerizacion de olefinas ligeras:

PRODUCCION DE OLEFINAS

4.

PRODUCCION DE OLEFINAS 4.1.

Producción de olefinas por craqueo con vapor de hidrocarburos

El craqueo térmico con vapor de hidrocarburos se produce en reactores tubulares en ausencia de catalizador a temperaturas por encima de los 750 ºC, según reacciones de deshidrogenación y de fisión beta, todas ellas endotérmicas.

Con

alimentaciones

ligeras

la

deshidrogenación

es

preponderante; con alimentaciones pesadas las reacciones preponderantes son las de fisión, adquiriendo especial importancia las reacciones de condensación de olefinas y moléculas con dobles enlaces conjugados, que mediante sucesivas deshidrogenaciones, dan lugar a la indeseable formación de coque.

PRODUCCION DE OLEFINAS

La corriente saliente del horno se enfría y destila en una columna de fraccionamiento, en la que se separan los gases olefínicos de las gasolinas de pirólisis, y aquellos se comprimen, se secan y se les elimina el CO2 que llevan consigo, sometiéndoles a una serie de destilaciones sucesivas, primero a bajas temperaturas y luego a altas temperaturas. Lasa cinco unidades básicas que constituyen la planta de craqueo con vapor son: 

Pirolisis



Fraccionamiento primario



Compresión



Fraccionamiento criogénico



Fraccionamiento a alta temperatura

Descripción del proceso En el esquema simplificado (fig. 1) se señalan las cinco unidades básicas que constituyen las plantas de craqueo con vapor de una de las alimentaciones más convencionales: la nafta. 1.- Pirólisis. La alimentación se precalienta y vaporiza parcialmente en la sección de convención del horno, inyectándole seguidamente vapor recalentado, con lo que se completa la vaporización, y se la introduce en la zona convectiva del horno para recalentar la mezcla antes de entrar en la zona de radiación en la que tienen lugar de forma consecutiva y simultánea las reacciones comentadas. Como la capacidad del horno es limitada, deben disponerse varios en paralelo; uno de ellos diferente para pirolizar el etano y el propano separados en las unidades de fraccionamiento de colas, que se reciclan. La diferencia consiste en que los hidrocarburos ligeros requieren menor tiempo de residencia, menores temperaturas y menor relación vapor de agua/HC que las naftas. El gas saliente del horno de pirólisis debe enfriarse rápidamente en una caldera de recuperación de calor (en la que se genera vapor de muy alta presión) y, a continuación, se termina su enfriamiento hasta los 350-400ºC mediante mezcla

PRODUCCION DE OLEFINAS

con la corriente de fondo del fraccionador principal previamente enfriado en un refrigerante, con aire o con agua de refrigeración.

2.- Fraccionamiento primario. En una columna de destilación atmosférica se rectifica la corriente saliente del horno de pirólisis, separándose por fondo un gasoil o fuel oil de pirólisis negro, rico en olefinas, que suele quemarse como combustible en el horno. En el condensador de cabeza se separa el agua y una nafta que, por contener gran cantidad de olefinas y aromáticos tiene un buen número de octano, y recibe el nombre de gasolina de pirólisis. Sin embargo, debe ser estabilizada mediante tratamiento con hidrógeno para que no polimerice, es decir, para que no forme “gomas”. Los gases salen como incondensables. 3.- Compresión. El gas craqueado se comprime hasta unos 40kg/cm2 en un compresor con 4 ó 5 etapas, con refrigeración intermedia, para evitar la polimerización de las olefinas. En los refrigerantes intermedios condensa el agua junto con naftas ligeras, que se unen a la gasolina de pirólisis separada en el fraccionador primario. Generalmente a la salida de la tercera etapa el gas se lava con una solución de hidróxido sódico para eliminar el H2S y el CO2 que lleva consigo. Al final de la última etapa el gas se seca mediante alúmina activada o

PRODUCCION DE OLEFINAS

tamices moleculares, que también retienen el CO2 residual, de modo que su punto de rocío sea inferior a -100ºC. 4.- Fraccionamiento a baja temperatura. El gas seco se enfría y se introduce en la desmetanizadora, en la que se separa el hidrógeno, el CO y el metano. El condensador de esta columna es el punto más frío del sistema, utilizándose como líquido refrigerante etileno de un circuito auxiliar. La separación de metano en esta columna debe ser lo más completa posible, pues todo el metano retenido en la corriente de fondo impurificará al etileno producto. Por otra parte no debe escapar etileno con el metano e hidrógeno. Normalmente el CO y el hidrógeno se introducen en un reactor de metanización y el metano producido, junto con el separado en la columna se emplea como fuelgas. La corriente de fondo de la desmetanizadora pasa a la desetanizadora, en la que se separa la corriente C2 por cabeza, que seguidamente pasa al convertidor de acetileno, en el que este hidrocarburo se hidrogena selectivamente a etileno, debiendo desaparecer casi por completo pues su presencia en el etileno producto final es muy peligrosa. El gas saliente del convertidor de acetileno se enfría, devolviendo los condensados a la desmetanizadora. La fracción no condensada pasa al splitter de C2, del que se obtiene por fondo etano, que se recicla a pirólisis, y por cabeza etileno impurificado con restos de metano (“low grade”). El etileno de alta pureza se obtiene en una extracción lateral superior. 5.- Fraccionamiento a alta temperatura. La corriente de fondo de la desetanizadora pasa a la despropanizadora, en la que se separan por cabeza los C3. Los más pesados se separan seguidamente en fracción C4 y en una segunda gasolina de pirólisis que lleva consigo los C5 y superiores. En algunos casos también se recupera la fracción C5. La fracción C3 pasa a otro reactor de hidrogenación selectiva para eliminar el metilacetileno. A la salida la fracción C3 pasa al splitter del que se obtiene por cabeza el propileno y por cola el propano, que se recicla al horno de pirólisis

PRODUCCION DE OLEFINAS

junto con el etano. De la fracción C4 se separa el butadieno y los butenos y de las gasolinas de pirólisis se separan los BTX. Las proporciones en que aparecen los distintos productos de la pirólisis en el gas saliente del horno son distintas según sea la naturaleza y el intervalo de destilación de la alimentación. 4.2.

Olefinas - Separación progresiva para la recuperación de olefinas y purificación cruda de gases agrietado

Aplicación: Para producir etileno y propileno de grado polimérico, un corte C4 rico en butadieno, una gasolina de pirolisis cruda rica en C6-C8 aromática y un hidrógeno de alta pureza por pirolisis en vapor de hidrocarburos que van desde etano hasta gasóleos de vacío Materias primas: Para los alimentos gaseosos (etano / propano) o líquidos (C4 / nafta / gasoil), esta tecnología se basa en los hornos de pirolisis y en la separación progresiva. Este método permite producir olefinas con bajo consumo de energía con un impacto ambiental particularmente bajo. Las materias primas de los hidrocarburos se precalientan (también para recuperar el calor) y luego se agrietan combinándolas con vapor en el horno de pirolisis tubular (1) a una temperatura de salida que oscila entre 1.500 ° F y 1.600 ° F. La tecnología del horno puede ser del tipo SMK (para el craqueo del gas) o del tipo GK (para el craqueo líquido). El diseño del tipo GK se puede orientar a un rendimiento de alta calidad con relaciones muy propicias de propileno / etileno (GK6 TYPE) o a una alta producción de BTX (tipo GK3). Este enfoque específico permite una larga duración, una excelente integridad mecánica y una economía atractiva. La mezcla de hidrocarburos en la salida del horno se enfría rápidamente en los intercambiadores de líneas de transferencia (2) (TLE o SLE), generando vapor de alta presión. En el craqueo del líquido, el gas agrietado fluye a un fraccionador primario (3) después del enfriamiento directo con aceite, donde el combustible se separa de la gasolina y componentes más ligeros, y luego a una torre de agua de enfriamiento (4) para la recuperación de agua (para ser utilizado como vapor

PRODUCCION DE OLEFINAS

de dilución) y la producción de gasolina pesada (control de punto final). Un compresor multietapa, accionado por una turbina de vapor, comprime el gas enfriado. Los condensados LP y HP se separan en dos separadores strippers (5, 6) donde se produce gasolina media y se recupera parte del corte C3 +, respectivamente. Un depurador cáustico (7) elimina gases ácidos.

El gas comprimido a 450 psig se seca y enfría. Un sistema de separación doble desmetanizante (8, 9) que funciona a presión media y recalentado por gas agrietado minimiza la refrigeración requerida (integración de calor) así como el coste de inversión para separar el metano (parte superior) y el corte C2 + (fondos). Un concepto-absorbedor de columna doble (10) se aplica entre las cargas secundarias del demetanizador y el agrietamiento refrigerado que minimiza las pérdidas de etileno con un bajo requerimiento de energía. El hidrógeno de alta pureza se produce en una caja fría (11).

PRODUCCION DE OLEFINAS

Los fondos de los dos desmetanizadores (de diferente calidad) se envían al desetanizador (12). La separación progresiva de Technip permite reducir la relación de reflujo del desetanizador. La sobrecarga del desetanizador se hidrogena selectivamente para la conversión de acetileno antes del separador de etileno (13) donde el etileno se separa del etano. El etano residual se recicla para el craqueo adicional. Los stripper HP de decapante y fondos de desetanizador (de distinta calidad) se alimentan a un sistema de despropanización de doble presión (14, 15) para separación de C3 del corte C4 y pesados, dando así una baja tendencia al ensuciamiento con un consumo de energía mínimo. El metilacetileno y el propadieno en el corte C3 se hidrogenan a propileno en un reactor de fase líquida. El propileno polimérico se separa del propano en un divisor C3 (16). El propano residual se recicla para su posterior craqueo o se exporta. Los C4 y la gasolina ligera se separan en un debutanizador (17). La expansión de gas (recuperación de calor) y la cascada externa utilizando sistemas de etileno y propileno suministran refrigeración. Las principales características de la tecnología patentada de Technip son: •

Optimización de los rendimientos de olefinas y selección de materias primas

•

Reducción de la refrigeración externa en las secciones de separación

•

Proceso auto-estable, la integración de calor actúa como sistema de avance.

Control simple del proceso; Gran uso de strippers / torres de absorción (especificación única) en lugar de torre de destilación (topes antagónicos & especificaciones del fondo). 4.3.

Olefinas - butenos de destilación extractiva

Aplicación: La separación de olefinas C4 son puros a partir de olefinas NIC / parafinicas mezclas C4 a través de destilación extractiva utilizando un disolvente selectivo.

PRODUCCION DE OLEFINAS

BUTENEX es la tecnología para separar olefinas ligeras a partir de diversas materias primas C4, Que incluyen cracker de etileno y las fuentes de la FCC. Descripción: En el proceso de destilación extractiva (ED), el único compuesto disolvente, N formilmorfolina (NFM) NFM o en una mezcla con otros derivados de morfolina, altera la presión de vapor de los componentes ser separados. La presión de vapor de olefina se baja más que la de las parafinas menos solubles de los Estados Unidos. Parafinas vapores salen de la parte superior de la columna de la ED, y el disolvente con olefina sale de la parte inferior de la columna de la disfunción eréctil. El producto de fondo de la columna de la ED se alimenta al separador de separados puros de olefina (mezclas) de disolvente. Después de calor intenso A cambio, el disolvente pobre se recicla a la columna de la disfunción eréctil. El disolvente, que puede ser NFM o una mezcla que incluye NFM, es perfectamente satisfecha las propiedades disolventes necesarios para este proceso, incluyendo una alta selectividad, estabilidad térmica y un punto de ebullición adecuado.

4.4.

Las olefinas por deshidrogenación

Aplicación: El proceso de reforma de la ESTRELLA activo de vapor produce (A) el material de alimentación de propileno es de polipropileno, óxido de propileno, cumeno, acrilonitrilo u otros derivados de propileno, y (b) los butilenos como materia prima es butilo terciario metil éter (MTBE), alquilato, isooctano, polibutilenos butileno u otros derivados.

PRODUCCION DE OLEFINAS

Alimentación: gas de petróleo Liquido (GLP) a partir de los campos de gas, condensado de gas campos y refinerías. Producto: Propileno (polimerización o químico-grado); isobutileno; n-butilenos; hidrógeno de alta pureza (H2) también se puede producir como subproducto. Descripción: La materia prima fresca se combina con parafina reciclaje y generado internamente vapor. Después del precalentamiento, la alimentación se envía a la sección de reacción. Esta sección se compone de un rojo tubular externamente reactor de lecho fijo (reformador Uhde) conectado en serie con una adiabática serie de reactor de lecho fijo (secundaria tipo reformador). En el reformador, la reacción de deshidrogenación endotérmica se lleva a cabo durante un propietario, catalizador de metal. En el oxyreactor adiabática, parte del hidrógeno a partir del producto intermedio que sale del reformador se convierte selectivamente añadiendo oxígeno o aire, formando de ese modo vapor. Esto es seguido por más de deshidrogenación sobre el catalizador de metal noble mismo. H2 selectiva exotérmica conversión en el producto de olefina oxyreactor Aumenta rendimiento espacio-tiempo y suministra calor para la deshidrogenación endotérmica. La reacción se lleva a cabo a temperaturas entre 500 ° C-600 ° C y en 4 bar – 6 bar. El reformador Uhde es superior y tiene una toma de propiedad "en frío" sistema de colector para mejorar la fiabilidad. proceso de recuperación de calor recomendado para su uso se requiere calor para la generación de vapor a alta presión, alimentación de precalentamiento y el caloren la sección de fraccionamiento. Después de enfriamiento y separación de condensado, el producto es posteriormente, fracciones ligeras comprimidos se separan y la olefina producto es separado de la parafina y no convertidos en la sección de fraccionamiento. Aparte de luz de extremos, que se utilizan internamente el gas combustible, el olefina es el único producto. H2-alta pureza Opcionalmente puede ser recoverd de la luz en los fines de la sección de separación de gas.

PRODUCCION DE OLEFINAS

4.5.

Olefinas – catalíticas

Aplicación: Para convertir selectivamente los gasóleos de vacío y las mezclas resultantes de cada uno en olefinas C2-C5, gasolina de alto octanaje rico en aromáticos y destilado usando métodos de craqueo catalítico profundo (DCC). Descripción: DCC es un proceso fluidizado para romper selectivamente una amplia variedad de materias primas en olefinas ligeras. Se pueden conseguir rendimientos de propileno superiores al 24% en peso con alimentos parafínicos. Un diseño de unidad de reactor / regenerador tradicional utiliza un catalizador con propiedades físicas similares al catalizador FCC tradicional. La unidad DCC puede funcionar en dos modos operativos: propileno máximo (Tipo I) o isoolefinas máximas (Tipo II). Cada modo operativo utiliza catalizador único así como condiciones de reacción. El propileno máximo de DCC utiliza tanto la elevación como el agrietamiento del lecho en condiciones severas del reactor, mientras que el Tipo II utiliza sólo el agrietamiento vertical como una unidad FCC moderna en condiciones más suaves.

PRODUCCION DE OLEFINAS

El esquema general de flujo de DCC es muy similar a un FCC convencional. Sin embargo, las innovaciones en el desarrollo del catalizador, la selección y gravedad de las variables de proceso permiten que la DCC produzca significativamente más olefinas que la FCC en un modo de operación de olefinas máximo.

Esta tecnología es adecuada tanto para aplicaciones nuevas como para aplicaciones de base. 4.6.

Proveedores de olefinas

A continuación le presentamos a ENTECRESINS MÉXICO, proveedor de olefinas: ENTECRESINS MÉXICO es una empresa proveedora de resinas termoplásticas y compuestos de ingeniería.

PRODUCCION DE OLEFINAS

Dada su amplia y diversa gama de productos, ofrece una solución integral de materiales. Entre las industrias a las que atiende se encuentran la de alimentos, automotriz, construcción, médica, productos de consumo, películas industriales, eléctrica, electrónica, de iluminación, entre otras. 5. CONCLUSIONES Tras la realización de la correcta investigación sobre el tema el grupo pudo obtener conocimientos amplios sobre lo que es la olefina y sus características, además también pudimos ser capaces de aprender cómo se obtiene la olefina mediante los procesos. 6. BIBLIOGRAFIA https://www.quiminet.com/articulos/las-olefinas-propiedades-y-caracteristicas2656546.htm https://es.scribd.com/document/57451602/olefinas-industralizacion https://www.clubensayos.com/Ciencia/PROCESO-DE-OLEFINAS-PARAOBTENCI%C3%93N-DE-ETILENO-Y/549901.html