Isomerización

El proceso de ISOMERIZACION:

Incrementa el valor agregado a la corrientes de naftas livianas de Topping obteniendo una nafta isomerada de mayor valor octánico .

 

El proceso de ALKYLACIÓN permite:

Cumplir con las reglamentaciones ambientales más estrictas a nivel internacional (E.P.A.).

Alcanzar calidad de exportación de las naftas Regular para ingresar a los mercados más competitivos (RON+MON)/2=87.

Incorporación de una nafta de alto valor octánico y baja tensión de vapor en el pool de naftas.

 

ACTA DE AIRE PURO DE CALIFORNIA (E.P.A.)

Es la reglamentación ambiental más estricta y limita el contenido de compuestos en la formulación de las naftas a los siguientes valores :

Las Unidades de Isomerización y Alkylación producen un corte de naftas de composición 100% isoparafínica por lo que compatibilizan todas estas exigencias.

ISOMERIZACIÓN

Es un proceso de reordenamiento molecular de parafinas lineales de pentano y hexano (RON 60) que da como resultado una nafta (isomerado) (RON 82) de mayor valor octánico.

La Unidad de Isomerización está compuesta por dos secciones :

HTN (Hidrotratamiento de naftas) : tiene como objetivo la separación del corte de pentanos y hexanos de la carga, y su posterior tratamiento con hidrógeno para eliminar los contaminantes del catalizador de la sección de Penex.

PENEX (Reacción de Isomerización): tiene como objetivo la isomerización de las parafinas lineales de pentanos y hexanos.

Valor Octánico de Compuestos de C5/C6

SECCIÓN DE HTN

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO :

La sección de HTN separa en un splitter el corte isomerizable de pentanos y hexanos de la Nafta Liviana por la parte superior, y el corte de heptanos y superiores, no isomerizables por la parte inferior.

La corriente de pentanos y hexanos se pone en contacto con hidrógeno y es llevada a la temperatura necesaria para que se produzcan las reacciones, a través de un horno de proceso, antes de ingresar al reactor.

En el reactor se producen las reacciones de hidrotratamiento sobre un catalizador de Cobalto-Molibdeno para eliminar los contaminantes : metales, olefinas y compuestos de azufre y nitrógeno

El efluente ingresa a un stripper para despojar por la parte superior los gases de azufre producidos en el reactor; y de allí es tratado en un lecho adsorbente, sulfur guard, para eliminar cualquier traza de azufre que pueda aún contener para finalmente ser enviado a la sección de Penex.

CARGAS Y PRODUCCIONES

CARGA TOTAL : 1000 m3/d

PRODUCCIONES

REACCIONES PRINCIPALES

Saturación de olefinas : saturación de los compuestos olefínicos a parafinas. El calor liberado por la reacción de olefinas en el catalizador de Penex afecta la termodinámica de la reacción de isomerización:

 Desulfurización : eliminación de los compuestos de azufre que desactivan en forma temporaria los sitios activos del catalizador de Penex.

REACCIONES PRINCIPALES

Denitrificación : eliminación de los compuestos de nitrógeno que desactivan en forma permanene los sitios activos del catalizador de Penex.

Eliminación de oxigenados: eliminación de los compuestos metálicos que se reaccionan con el sitio ácido del catalizador de Penex desactivándolo en forma permanente.

Demetalización : eliminación de los compuestos metálicos que se depositan sobre los sitios activos del catalizador de Penex desactivándolo en forma permanente

COMPUESTO METÁLICO + CATALIZADOR (CO-METAL)

CARACTERÍSTICAS DE LAS REACCIONES

Relación de la velocidad de reacción

Eliminación de oxígeno : 1 (-)

Denitrogenación : 1

Saturación de olefinas : 4

Desulfurización : 5 (+)

Relación del calor liberado

 Denitrogenación : 1 (-)

Desulfurización : 10

Saturación de olefinas : 50 (+)

VARIABLES DE LA REACCION

Temperatura

Es la más importante de las variables operativas y la que produce el efecto más inmediato sobre las reacciones.

Las reacciones de desulfurización se ven favorecidas por un aumento de temperatura, comienzan a valores de 230°C y se incrementan a medida que se eleva la temperatura hasta los 340 °C.

La eliminación de compuestos oxigenados y nitrogenados es más difícil. Se neceitan temperaturas superiores a las utilizadas para la eliminación de sulfuros.

Las reacciones de eliminación de metales no son tan dependientes de la temperatura aunque para la eliminación total de estos se debe operar a una temperatura superior a los 315°C.

Las reacciones de saturación de olefinas se comportan en forma similar a la desulfurización pero son altamente exotérmicas, elevando la temperatura del lecho.

Una temperatura de operación por encima de los 350°C comienza a producir reacciones de craqueo sobre el catalizador y de formación de carbón.

Presión

La presión influye sobre la efectividad en la eliminación de contaminantes y en el ciclo de vida del catalizador.

Una elevada presión en el reactor alarga la vida del catalizador debido a que evita la formación de carbón y favorece la eliminación de los contaminantes.

Relación hidrógeno a hidrocarburo

Se define como los metros cúbicos de hidrógeno presentes en el sistema sobre los metros cúbicos de hidrocarburo a reaccionar.

El hidrógeno mantiene el contacto físico entre el hidrocarburo y el catalizador y asegura que las reacciones químicas se produzcan en los sitios activos del catalizador.

El hidrógeno en exceso es necesario para evitar la formación de carbón sobre el catalizador.

La relación hidrógeno a hidrocarburo determina la presión parcial en el reactor.

Velocidad espacial

La velocidad espacial se define como la relación entre la carga líquida al reactor y el volumen de catalizador cargado y está relacionada inversamente con el tiempo de contacto de la carga con el catalizador.

Una velocidad espacial superior a la de diseño, menor tiempo de contacto, puede ocasionar que las reacciones no se produzcan totalmente; mientras que una velocidad espacial inferior a la de diseño, mayor tiempo de contacto, favorece las reacciones de craqueo y deposición de carbón.

SECCIÓN DE PENEX

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO :

La carga de pentanos y hexanos, ya tratada en HTN, pasa a través de unos secadores cuya función es la de adsorber el agua disuelta, ya que ésta se comporta como un oxigenado frente al catalizador de Penex.

Luego de pasar por los secadores la corriente se lleva a temperatura de reacción mediante un sistema de intercambio con el efluente del mismo.

Mientras que en el primer reactor se favorece la cinética de las reacciones operando a mayor temperatura, en el segundo se favorece el equilibrio termodinámico de las mismas mediante su operación a menor temperatura.

El catalizador de los reactores de Penex está compuesto por platino sobre alúmina clorada.

El efluente del segundo reactor es enviado a una torre estabilizadora para despojar los compuestos livianos de la nafta isomerada.

CATALIZADOR DE PENEX

TIPO DE CATALIZADOR

CARACTERÍSTICAS

RENDIMIENTO

CONTAMINANTES (máximo permitido)

HIDROCARBUROS NO DESEADOS

REACCIONES PRINCIPALES

Isomerización de n-C5

Isomerización de n-C5


VARIABLES DE LA REACCIÓN

 

CARACTERÍSTICAS DE LA REACCIÓN

Mientras que la cinética de la reacción se favorece operando a mayor temperatura, mayor velocidad de reacción, el equilibrio termodinámico se desplaza hacia los isómeros operando a menor temperatura.

CARGAS Y PRODUCCIONES

CARGA TOTAL

NAFTA LIVIANA HIDROTRATADA DE HTN : 554 m3/d

PRODUCCIONES

NAFTA ISOMERADA : 540 m3/d

CARACTERISTICAS DEL PRODUCTO

PRODUCTO: Isomerado

RON : 83.4

MON : 81

PRESION VAPOR: 13 psi

RON DE LA ALIMENTACIÓN : 69.3

 

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