Catalizadores Industria Petroquimica

UNIVERSIDAD VIÑA DEL MAR

MAESTRIA EN GESTION DE LA INDUSTRIA DE LOS HIDROCARBUROS

PROYECTOS PETROQUIMICOS

CATALIZADORES E INDUSTRIA PETROQUIMICA

JOHN LEANDRO MURILLO GARAVITO

2013

INDICE

INTRODUCCION

LOS CATALIZADORES Y SU PAPEL EN LA INDUSTRIA PETRO-QUIMICA

1. ORIGEN

2. CASO TIPICO

3. CATALITICOS Y PETROLEO

4. PROCESOS CATALITICOS DE LA INDUSTRIA

4.1 Desintegración

4.2 Reformación de Gasolinas

4.3 Hidro-tratamientos

4.4 Hidrogenación-deshidrogenación

4.5 Oxidación

4.6 Alquilación

4.7 Isomerización

5. CONCLUSIONES

6. REFERENCIAS

INTRODUCCION

Sin duda alguna el papel de los hidrocarburos dentro de la dinámica del mundo actual es innegable de ahí que cada uno de los procesos asociados al desarrollo de toda la industria petroquímica deban tener gran relevancia, es así como desde mediados del siglo pasado una de las fuerzas primarias que ha permitido tal desarrollo ha sido el petróleo. Este ha sido la fuente natural no renovable básica (continúa y continuara siéndolo por muchos años) para la obtención de la energía en el mundo.

Han debido resolverse gran número de problemas científico-técnicos en la industria del petróleo durante los últimos años, para llegar a obtener la amplia gama de productos derivados del petróleo de los cuales gozamos actualmente: combustibles, fibras sintéticas, aceites, detergentes, plásticos, productos químicos, etc., incluyendo la producción de alimentos. Esta revolución alrededor del petróleo ha sido posible en un noventa por ciento gracias a la utilización de los catalizadores.

Son estas sustancias las que han permitido obtener procesos energética y financieramente más económicos o nuevos productos de mayor pureza o rendimiento, es por esto que los catalizadores han sido comparados por ciertos autores como la piedra filosofal de los alquimistas, ya que permiten transformar el petróleo no en oro, sino en una serie de productos cotidianos indispensables.

LOS CATALIZADORES Y SU PAPEL EN LA INDUSTRIA PETRO-QUIMICA

1. ORIGEN

Dado que estos son fundamentalmente mezclas de hidrocarburos, es decir, combinaciones de carbono (C) e hidrógeno (H), de naturaleza muy variada y estos pueden ser agrupados por un lado en una de las tres familias siguientes: parafinas (e isoparafinas), naftenos y aromáticos, y por otra parte también pueden agruparse según el número de átomos de carbono que existen en la molécula o según el punto de ebullición o volatilidad que depende fundamentalmente del tamaño de la molécula y de su conformación se puede inferir la gran importancia de los catalizadores dentro de la industria si lo vemos desde el punto de vista de explotación de este tipo de recursos naturales durante el último siglo y como la variabilidad de los productos generados a partir de estas reacciones ha generado un cambio en la forma como se consume en el mundo hoy en día.

2. CASO TIPICO

Es así como podemos plantear como ejemplo la explotación del gas natural, este consiste en moléculas ligeras como el metano (CH4) de un átomo de carbono (C1), el etano (C2H6) de dos átomos de carbono (C2), el propano (C3H8) que es un (C3) y butano (C4H10) que contiene cuatro átomos de carbono (C4). La composición típica del gas natural es la siguiente: C1 79%, C2 6.5%, C3 6.2%, C4 2.3%, iC4 1.4% e iC+5 3%.

El gas natural viene acompañado de ácido sulfhídrico (H2S) que es corrosivo, por lo que es necesaria una purificación para eliminarlo. Tradicionalmente el gas

natural es utilizado como combustible para uso doméstico (estufas) e industrial (generadores de vapor para turbinas). En la última década sin embargo, su consumo para la producción de hidrógeno se ha elevado. El hidrógeno tiene mucha demanda en diferentes procesos de una refinería. La reacción típica del metano con vapor de agua es:

CH4 + H2O CO + 3H2

El hidrógeno se separa del CO y puede ser utilizado para la síntesis del amoniaco a través de la reacción:

Estas dos reacciones requieren de catalizadores para su aplicación industrial.

3. CATALITICOS Y PETROLEO

Para el caso particular del petróleo este es enviado por oleoductos hacia las refinerías, allí son separadas inicialmente por destilación,en este proceso aproximadamente 75% de los compuestos son volátiles quedando un residuo llamado asfáltico en el fondo, de allí la fracción volátil se separa como sigue, en orden decreciente de punto de ebullición obteniendo los productos derivados del petróleo ya conocidos: hidrocarburos gaseosos (metano o butano), gasolina ligera, gasolina pesada o nafta; kerosina, gasóleo ligero, gasóleo pesado.

Como generalmente los productos obtenidos en este proceso no son suficientes en calidad ni cantidad para los requerimientos actuales se requiere transformar estos productos en otros de uso más conveniente. La mayor parte de estos procesos son a través de catalíticos (90%).

En relación a la aplicación de sus productos y las necesidades el petróleo mediante el proceso catalítico puede ser separado en: combustible para automóviles, aviones y máquinas diesel; combustibles para calefacción e industrias (calderas); materia prima para la obtención de hidrógeno y gas para cocina; materia prima para productos químicos y petroquímicos; aceites lubricantes y grasas; y obtener alimentos (proteínas); entre otros

4. PROCESOS CATALÍCOS DE LA INDUSTRIA

El objetivo de estos procesos es el de modificar las fracciones de los hidrocarburos para la obtención de productos en cantidad y calidad acorde con los requisitos del mercado, estos pueden ser clasificarlos en la siguiente forma:

4.1 Desintegración. Este proceso permite transformar moléculas pesadas en combustibles livianos y materias primas para la industria petroquímica. Industrialmente se conoce como proceso FCC (Fluid Catalytic Cracking) y varias reacciones tienen lugar

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