Trabajo Olefinas

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL BOLIVARIANA UNEFA NÚCLEO CARABOBO- EXTENSIÓN LA ISABELICA

OLEFINAS

Autores: Profesor: Vázquez Anibal

Reyes Gabriel

CI: 24.571.607

Cátedra: Refinación del Gas

Verastegui Jhonathan

CI: 21.020.391

Deimary Teran

CI: 20.151.388

Sección: 003-D Semestre: VIII

Valencia, Mayo 2014

Contenido Introducción .............................................................................................................................. 3 Definición .................................................................................................................................. 4 Etileno ....................................................................................................................................... 5 Propileno ................................................................................................................................... 5 Proceso de producción de olefinas ........................................................................................... 5 Producción de olefinas por craqueo por vapor de hidrocarburos............................................ 6 Descripción del proceso ............................................................................................................ 7 Propiedades físicas de las olefinas .......................................................................................... 11 Características de las olefinas ................................................................................................. 11 Olefinas superiores ................................................................................................................. 12 Olefinas superiores no ramificadas......................................................................................... 13 Olefinas superiores ramificadas .............................................................................................. 13 Reacciones de los hidrocarburos Olefínicos ........................................................................... 13 Planta productora de olefina en Venezuela, a nivel industrial Producción de Olefinas en Venezuela................................................................................................................................ 15 Conclusión ............................................................................................................................... 17 Referencias Bibliográficas ....................................................................................................... 18

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Introducción También conocida como polipropileno o de polietileno, es una cadena larga de polímero de fibra sintética. Se crea cuando el etileno y/o propileno se polimerizan en condiciones muy específicas. La olefina se fabricó por primera vez en la década de 1950, y tiene una gran variedad de aplicaciones en la fabricación de productos para el hogar y la ropa. El uso de la olefina ha aumentado constantemente desde la década de 1960, y continúa ganando en popularidad cada año como nuevos usos por ser un material durable y fácil de encontrar. La olefina se crea cuando los polímeros se funden en un líquido, a continuación, se ejecuta a través de una máquina llamada hilera, lo que obliga al producto en una fibra larga a través de pequeños agujeros. Esta fibra se utiliza para hacer la tela o el producto final en el que se utilizará. Existen muchos tipos de olefinas, pero las más importantes son el Etileno y el Propileno. El Etileno o Eteno es un compuesto químico orgánico formado por dos átomos de carbono enlazados mediante un doble enlace. Es uno de los productos químicos más importantes de la industria química. Se halla en forma natural en las plantas. El propano o propileno es un hidrocarburo perteneciente a los Alquenos, es incoloro e inodoro. Es un homólogo del Etileno. Como todos los Alquenos presenta el doble enlace como grupo funcional. Existen varias formas para obtener Olefinas, pero este trabajo se va a centrar en la definición, el proceso y la producción de Etileno y Propileno a partir del gas natural, esta misma materia prima es la que se utiliza en la Planta de Olefinas de Complejo Petroquímico El Tablazo ubicado en Los Puertos de Altagracia, Estado Zulia , Venezuela.

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Definición

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. Estos Alquenos, antes llamados Olefinas, son compuestos insaturados que contienen enlaces dobles entre átomos de carbono. Se obtienen del petróleo bruto por el rompimiento de Alcanos y se obtienen a partir de ellos productos como el etileno y el Propileno los cuales se usan en la producción de plásticos y como materia prima para la manufactura de otros químicos orgánicos. Es necesario conocer un poco algunos conceptos básicos que ayudaran al lector a entender con mayor facilidad el mismo y por ende se lograra el propósito de este a mostrar como y de donde se obtienen estos productos básicos para la industria de hoy en día primeramente se debe recordar que el termino Olefina es el mismo que se utiliza para identificar los Alquenos, los cuales son hidrocarburos del tipo de formula CnH. Es necesario conocer que los principal producción de olefinas se basan en la producción de etileno y propileno:

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Etileno Es un gas que se almacena y transporta con dificultad en condiciones criogénicas. Producto altamente reactivo participando en reacciones de oxidación, polimerización,

halogenación, alquilación, etc. Usado como

materia prima para:  50% PEBD.  18% cloruro de Vinilo (PVC).  12% Óxido de Etileno (Glicoles).  8% Etilbenceno (Estireno).  12% Derivados Diversos.

Propileno Es un gas muy volátil incoloro e inodoro, que se almacena por lo general como un líquido a presión. Se transporta con mayor facilidad que el etileno. Usado como materia prima para:  60% Propileno.  9% Acrilonitrilo.  7% Óxido de Propileno.  7% Derivados Oxo.  6% Cumeno.  2% Alcohol Isopropílico.  9% Otras Aplicaciones

Proceso de producción de olefinas Las olefinas más importantes son el etileno y el propileno. En esta lista de las olefinas más importantes también se encuentran el butadieno, n-buteno e isopreno.

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El etileno y el propileno se obtienen a través del proceso de desintegración térmica. La desintegración térmica es un proceso que se utiliza en la producción de destilados ligeros y gasolinas. En la desintegración térmica se somete a la carga, que puede ser propano, etano o butano, a temperaturas de alrededor de 455ºC y a presiones superiores a la presión atmosférica. Con este proceso se reduce la viscosidad de fracciones residuales. Los productos deseados en este proceso son las olefinas ligeras como: el etileno, el propileno el butadieno, buteno, buteno, isobutileno. Estos se emplean como materia prima para elaborar productos intermedios y finales petroquímicos, los cuales se destinan en la fabricación de: plásticos, cauchos sintéticos, fibras sintéticas 

Craqueo con vapor: consiste en la pirolisis de hidrocarburos saturados en presencia

de vapor. Craqueo catalítico: estos procesos más

orientados a la refinación, siendo la ruptura del hidrocarburo de elevado peso molecular o compuesto mas ligero, sin embargo algunos de estos productos generados representan fuentes potenciales significativas de las olefinas. 

Deshidratación

de

alcoholes:

la

síntesis

de

etileno

por

la

deshidratación de la fermentación de etanol fue formalmente practicada en países industrializados antes del craqueo con vapor

Producción de olefinas por craqueo por 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

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750ºC, 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 des hidrogenaciones, dan lugar a la indeseable formación de coque. 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 pirolisis, y aquellos se comprimen, se secan y seles elimina el CO2 que llevan consigo, sometiéndoles a una serie de destilaciones sucesivas, primero a bajas temperaturas y luego a altas temperaturas

Descripción del proceso En el esquema simplificado se señalan las cinco unidades básicas que constituyen las plantas de craqueo con vapor de una de las alimentaciones más convencionales: la nafta. Estas unidades son: pirolisis, fraccionamiento primario, compresión, fraccionamiento criogénico y fraccionamiento a alta temperatura. Además pueden existir otras unidades complementarias como la de hidrodesulfuración de los gasoil (si se emplean como alimentación), las de separación de BTX (benceno, tolueno y xileno), etc.

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Pirolisis. 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 pirolisis debe enfriarse rápidamente en una caldera de recuperación de calor (en la que se genera vapor de muy alta

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presión) y, a continuación, se termina su enfriamiento hasta los 350-400ºC mediante mezcla con la corriente de fondo del fraccionador principal previamente enfriado en un refrigerante, con aire o con agua de refrigeración Fraccionamiento primario. En una columna de destilación atmosférica se rectifica la corriente saliente del horno de pirolisis, separándose por fondo un gasoil o fuel oíl de pirolisis 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. 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 tamices moleculares, que también retienen el CO2 residual, de modo que su punto de rocío sea inferior a -100ºC. 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.

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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 ala 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. 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 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 pirolisis en el gas saliente del horno son distintas según sea la naturaleza y el intervalo de destilación de la alimentación

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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.

Características de las olefinas Las principales características de las olefinas son: - Mayor densidad que el agua - Insolubles en agua - Son incoloras

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- 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.

Olefinas superiores En las olefinas con número de átomos de carbono superior a cuatro aumenta rápidamente el número de isómeros. Así, las mezclas como las que se producen en los procesos de craqueo no se pueden desdoblar en sus componentes técnicamente. Además, sólo algunos componentes concretos tienen interés industrial. Así, de los componentes de la fracción C5 de la disociación de nafta, que principalmente son n- pentano, i-pentanos, npentenos, i-pentenos, isopreno, ciclopenteno, ciclopentadieno y pentadieno, sólo se aíslan en gran cantidad el isopreno. De las olefinas inmediatamente superiores -con importancia técnica hasta C18 - con los procesos de obtención de olefinas no ramificadas, sólo se pueden obtener mezclas de homólogos, es decir, fracciones de olefinas como, por ejemplo, C6 - C9, C10 - C13 Y C14 - C18. En todo caso la posición del doble enlace en las olefinas no ramificadas depende, en gran parte, del tipo de proceso en que se han obtenido. Por el contrario, las olefinas ramificadas pueden obtenerse de forma dirigida, es decir, con un número de isómeros limitado. Se pueden diferenciar por ello las olefinas superiores en dos grupos principales, Las no ramificadas y las ramificadas. Las olefinas primeramente mencionadas de cadena normal o lineal han adquirido en los últimos tiempos un gran interés,

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ya que sus productos de transformación, a causa de su linealidad, presentan especiales ventajas, como, por ejemplo, su degradabilidad biológica.

Olefinas superiores no ramificadas Este grupo de olefinas superiores no ramificadas, normales o lineales como se las denomina , puede subdividirse por la posición del doble enlace, según que esté en un extremo (terminal) o en el interior (internas).Las olefinas terminales o a-olefinas son obtenibles en principio por dos procesos:* · Por una definitiva oligomerización de etileno por reacción de síntesis, que forma las denominadas olefinas de Ziegler o por medio de una nueva variante con catalizadores mixtos, organometálicos.* · Por deshidrogenación de nparafinas por diversos métodos.

Olefinas superiores ramificadas Las olefinas ramificadas de seis átomos de carbono en adelante se obtienen preferentemente por oligomerización o cooligomerización de olefinas inferiores, como propileno, i-buteno y n-butenos.

Reacciones de los hidrocarburos Olefínicos a) Oxidación: En cuanto a la combustión, se comportan de modo análogo a las parafinas, conduciendo a CO2 y H2O en la combustión completa y pudiendo producir CO e incluso carbono elemental si el aire está en defecto. Gracias a la reactividad del doble enlace las olefinas reaccionan fácilmente con oxidantes normales tales como disoluciones de permanganato potásico (KMnO4). b) Isomerización:

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A temperaturas elevadas y en presencia de catalizadores adecuados las olefinas se isomerizan de un modo complejo: de una parte se desplaza el doble enlace, y de otra se Presenta una modificación de la cadena carbonada similar a la que sufrían las parafinas. las olefinas en presencia de catalizadores como Ni, Co, Pt y PtO adicionan hidrógeno Sobre los átomos de carbono portadores del doble enlace (adición al doble enlace) d) Halogenación: Las olefinas sufren con facilidad la adición al doble enlace tanto de bromo como de cloro: El iodo precisa del concurso de luz ultravioleta para adicionarse con velocidad perceptible. El flúor no se utiliza pues bajo su acción suelen romperse las moléculas orgánicas. El cloro a 300 °C y en presencia de O2 (como catalizador) da lugar a compuestos de sustitución con preferencia a los de adición (que también se forman). e) Adición de ácidos hidrácidos: Los ácidos hidrácidos se adicionan con facilidad sobre los dobles enlaces Olefínicos. En esta reacción se cumple la denominada regla de Markownikoff. En las adiciones de moléculas asimétricas a los alquenos, el producto principal es el formado por la adición del H o extremo positivo de la molécula adicionante al átomo del carbono portador del doble enlace ligado al mayor número de átomos de hidrógeno f) Polimerización: Las olefinas tienen una notable tendencia a polimerizarse, es decir, a asociarse muchas moléculas simples (o unidades estructurales menores) para dar moléculas de elevado peso molecular medio. (Polímeros o macromoléculas)

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Planta productora de olefina en Venezuela, a nivel industrial Producción de Olefinas en Venezuela Pequiven, Petroquímica de Venezuela, conjuntamente con Poli olefinas Internacionales, (Polínter) amplían la planta de Polietileno de Alta Densidad, (PEAD) y PolietilenoLineal de Alta Densidad en el Complejo Petroquímico Ana María Campos, en el municipio Miranda del estado Zulia. Plantas de Olefinas I y II en contexto La primera Planta de Olefinas del país se construyó en 1976 con una capacidad instalada de 250 mil toneladas métricas anuales de Etileno y 130 mil de Propileno. En una primera etapa la planta de Olefinas I producía sólo 150 mil toneladas de Etileno, pero debido a la necesidad de ampliar su capacidad se construyó una segunda fase que produce 100 mil toneladas métricas más. Cuando se hace la ampliación de la planta de Olefinas I en 1992 se construye la planta de Olefinas II con una capacidad instalada de 385 mil toneladas anuales de propileno. Olefinas II se crea para suministrar mayor materia prima y servir como soporte a la primera planta. El proceso de olefinas comienza con el suministro de gas natural por medio de PDVSAGAS a través del lago de Maracaibo. Este gas es licuado en la planta de LGN (Licuado de Gas Natural) y transformado en Etano y Propano. Estos dos hidrocarburos

son

sometidos

por

un

proceso

llamado

“craqueo”

produciéndose el Etileno y el Propileno, los cuales servirán para la elaboración de Polímeros en las diferentes empresas mixtas petroquímicas y en las empresas transformadoras de resinas plásticas. Con la transformación de los Polímeros obtenemos una gama de productos plásticos, como jeringas, bolsas plásticas, botellas, cauchos, pinturas, nailon, poliéster y otros más. Olefinas 3 y nuevas plantas de Polietileno

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El proyecto contempla una nueva planta de Etileno, cuya capacidad estará en el orden de las 1.000 toneladas métricas anuales, así como dos unidades de Polietileno una de Alta Densidad (PEAD de 300 mil TMA) y una de Baja Densidad (PEBD de 300 milTMA)Cabe destacar que las ventas acumuladas de Polietileno hasta el momento suman199.877 toneladas métricas, mientras que el consumo del Poli cloruro de Vinilo (PVC)está en el orden de las 52.407 toneladas métricas. Igualmente, el consumo de Polipropileno se ubicó hasta la fecha en 78.656 toneladas métricas.

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Conclusión

Las olefinas en la industria petrolera y petroquímica tiene una gran importancia ya que el propósito del proceso de producción de Olefinas es convertir hidrocarburos saturados no reactivos en hidrocarburos insaturados altamente reactivos, a través de una Pirolisis controlada en presencia de vapor de agua para provocar el craqueo y la deshidrogenación de la alimentación, con lo cual se obtienen productos principalmente asociados al Etileno y Propileno. Otra de las propiedades que tiene este proceso es que el Etileno que se deriva de el, es el producto químico de mayor consumo a nivel mundial, el 75% de su uso está destinado a polímeros.

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Referencias Bibliográficas http://es.scribd.com/doc/86685417/Obtencion-de-Olefinas http://www.quiminet.com/articulos/las-olefinas-propiedades-y-caracteristicas2656546.htm http://gustato.com/petroleo/olefinas.html http://es.scribd.com/doc/200671452/informe-Olefinas

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