PRODUCCION DE COMPUESTOS AROMATICOS BTX

PRODUCCION DE COMPUESTOS AROMATICOS BTXINTEGRANTES : GUTIERREZ RAMOS, OMAR JOELMEDINA ROMERO , ROCIO CARMEN

CURSO : INDUSTRIA DE LOS PROCESOS QUIMICOS ORGNICOS INTRODUCCION

Lo que en la industria petroqumica se conoce como hidrocarburos aromticos, bajo la denominacin de fraccin BTX, es un conjunto de molculas que se podran considerar como derivados bsicos de benceno y formado por benceno, tolueno, orto-xileno, meta-xileno, para-xileno y etil-benceno.

Actualmente, la petroqumica basada en naftas de petrleo aporta ms del 96% de la produccin mundial de BTX.

GENERALIDADESLos compuestos aromticos son sistemas cclicos con una alta energa de resonancia. El mximo exponente de hidrocarburos aromticos es el benceno

Todos los derivados del benceno, siempre que se mantenga intacto el anillo, se considera. n aromticos.

Los hidrocarburos aromticos simples se usan como materia prima para la elaboracin de los hidrocarburos ms complejos y sus dos fuentes principales son el carbn (o hulla) y el petrleo

Benceno - Llamado tambin ciclohexatrieno es un hidrocarburo cclico con 3 dobles enlaces.- Descubierto en 1825 por M. Faraday como uno de los componentes de un aceite que recogi de las tuberas del gas de alumbrado. - En 1845, Hoffmann lo encontr en el alquitrn de hulla.- Su frmula qumica es C6H6. - Es el principal entre los hidrocarburos aromticos.

BENCENO. PROPIEDADES FSICAS:

- Lquido incoloro.- Olor dulce.- Soluble en ter, nafta y acetona. Tambin se disuelve en alcohol y en la mayora de los solventes orgnicos.- Disuelve al iodo y las grasas.- Densidad de 0,89 g/cm3.- Punto fusin: 5,5 C. - Punto ebullicin: 80C.- Peso molecular: 78 gramos.

USOS: - El Benceno se utiliza como constituyente de combustibles para motores, disolventes de grasas, aceites, pinturas y nueces en el grabado fotogrfico de impresiones. Tambin se utiliza como intermediario qumico.

Tambin se usa en la manufactura de detergentes, explosivos, productos farmacuticos y pinturas.

TOLUENO- Lquido incoloro con un olor parecido a los solventes de pintura.

- Es miscible con la mayora de disolventes orgnicos apolares pero casi inmiscible con el agua (0,52 g/l).

- Su punto de inflamacin es de 4 C y el punto de ignicin es de 535 C. En mezclas con el aire los vaporesson explosivos en el rango de 1,2 - 7 %.

TOLUENO

Se adiciona a los combustibles (como antidetonante) y como solvente para pinturas, revestimientos, caucho, resinas, diluyente en lacas nitrocelulsicas y en adhesivos.

- Es producto de partida en la sntesis del TNT (2,4,6-trinitrotolueno), un conocido explosivo.

- En condiciones normales es estable. TOLUENO

TOLUENO

USOS:

El uso predominante del Tolueno es como aditivo en los combustibles. Es tambin utilizado para producir benceno y como solvente de pinturas, revestimientos, adhesivos, tintas, etc.- Es utilizado en la produccin de polmeros utilizado parahacer nylon y poliuretanos.- Se lo emplea en tinturas, pinturas de uas y en la sntesis de qumicos orgnicos.

TOLUENO

XILENOEl xileno comercial es una mezcla de tres ismeros (orto, meta y para xileno) tambin puede contener etilbenceno as como pequeas cantidades de tolueno y otros.

- El meta xileno predomina en el xileno comercial.

- Es un lquido muy fluido, incoloro e inflamable

XILENO

XILENOUSOS:

- Solvente de grasas, ceras y muchas otras resinas naturales y sintticas.

- Solvente y diluyente para pinturas, esmaltes, lacas y barnices.

- Intermediario qumico en produccin de resina sinttica, fibras, detergentes, perfumes, plastificantes.

- En los hospitales se utiliza en los laboratorios de histopatologa en el proceso de preparacin de muestras de tejidos para observacin microscpica

XILENO

METODOS DE OBTENCION DE HIDROCARBUROS AROMATICOS1.EL ALQUITRAN DE LA HULLA2.CRAQUEO DE NAFTAS CON VAPOR 3. REFORMADO CATALITICO DE LA NAFTA

DESTILACION SECA DE LA HULL A

La hulla es un tipo de carbn mineral que contiene entre un 45 y un 85% de carbn.

Es dura y quebradiza, estratificada, de color negro y brillo mate o graso.

Este material surge como resultado de la descomposicin de la materia vegetal de los bosques primitivos, proceso que ha requerido millones de aos. Su uso se comenz en Inglaterra.

Proceso A partir de Hulla

Gas de coquera (metano = 32%)Coque.Alquitrn de Hulla. (Hidrocarburos Aromticos, bases nitrogenadas y fenoles) Hulla (650 - 800 C)Libre de Oxigeno EL DESTILADO DE HULLA SE REALIZA , PRINCIPALEMNTE , PARA OBTENER EL CARBON DE COQUE SIDERURGICO , DE MANERA QUE LOS HIDROCARBUROS AROAMTICOS SON SOLO UN SUBPRODUCTO DE ESTE PROCESO.ASI DE UNA TONELADA DE HULLA SE OBTINE 30 LITROS DE ALQUTRAN.

ALQUITRAN DE LA HULLA TEMP. 150 CTEMP. 150 C - 250TEMP. 250 C-350 C BENCENO TOLUENO XILENO FenolPiridina -naftalenoHidrocarburos aromaticos policiclicos Destilacin Fraccionada.Extraccin con NaOHExtraccin con NaOHProporcin de algunos Hidrocarburos aromticos en el alquitrn de hulla.

Benceno | 0.1 - 0.3% |Tolueno | 0.2 - 0.4% |Xilenos | 1 2 % |Naftaleno | 10 12 % |Antraceno | 1 2 % |Fernantreno | 3 4 % |El alquitrn, fuente de los hidrocarburos aromticos, es solo un producto secundario de dicho proceso; pero los avances tecnolgicos para la obtencin de hierro han disminuido el consumo de coque y, con ello la produccin de BTX, de modo que, actualmente, el 95% de estos se obtiene por craqueo o reformado de fracciones de petrleo.Craqueo de nafta con vapor de agua La i industria petroqumica utiliza el craqueo de naftas con vapor de agua para obtener etileno , propleno y otros alquenos de cadena corta , aunque tambin se produce cantidades considerables de hidrocarburos aromticos .En dicho proceso, adems de etileno y propileno se obtiene aproximadamente un 20 % de nafta craqueada en cuya composicin destaca : Benceno : 38 - 40 %Tolueno : 20 22%Xileno : 4 6 %Elilbenceno: 2 3 % Naftaleno :2 - 3 %DESCRIPCIN DE PROCESOEn el esquema simplificado se sealan las cinco unidades basicas que constituyenlas plantas de craqueo con vapor de una de las alimentaciones mas convencionales: lanafta. Estas unidades son: pirolisis, fraccionamiento primario, compresin,fraccionamiento criognico y fraccionamiento a alta temperatura.

REFORMACION CATALICADE NAFTA

20

21DEFINICION DEL PROCESO

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

Mximo contenido de platino (0.6 %).

Mnimo contenido de platino (0.2 a 0.4%)

Catalizador Bimetalito: R 16 (Pt/Re). Los catalizadores R 15 y R 18 por UOP y RG 442 por IFP que contiene 0.35% en peso de platino sirven para perfeccionar la produccin de C3/C4 reforzando la funcin cida por la adicin de compuestos halogenados (cloro, flor).

Catalizadores Multimetalicos: la serie R 30 y R 60 por UOP, serie E 600 por Engelhard, KX HACEN (Ptjlr) por Esso, el catalizador de Pt/Pb de Asahi's, el catalizador de especialidad de Amoco, RG 45 J (Pt O.35%) y RG461 (Pt O.6%) por IFP etc. Catalizadores.

35

ReaccionesReacciones Deseadas

Deshidratacin de Naftenos a Aromticos.Deshidrociclacin de Parafinas a Aromticos.Isomerizacin.Craqueo con hidrgeno.

Reacciones que Conducen a Productos Indeseados:

La desalquilacin de cadenas laterales sobre naftenos y aromticos para formar butano y parafinas ms ligeras.Craqueo de parafinas y naftenos para formar butano y parafinas ms ligeras.

Procesos de Obtencin de BTX

Reacciones de DeshidrogenacinEl rendimiento en Aromticos se ve favorecido:

Temperaturas Altas (Cintica).

Presiones Bajas (Reacciones Excentrpicas)

Bajas Relaciones molares de hidrgeno a Hidrocarburo. (Para favorecer los productos)

Reacciones De IsomerizacinEl rendimiento de la isomerizacin se incrementa:

Temperaturas Altas (Cintica).

Presiones Bajas (Reacciones Excentrpicas)

Procesos de Obtencin de BTX

Procesos de Obtencin de BTXProcesos de Conversin a AromticosHIDRODEALQUILACINISOMERIZACINDISMUTACIN

Procesos de Conversin a Aromticos

Procesos de Conversin a AromticosHIDRODEALQUILACINSe realiza para producir el benceno a partir del tolueno que desde el punto de vista qumico es a menudo difcil, y posiblemente los aromticos ms pesados se encuentren en los sobrantes, o a veces de los cortes de C5+ completos. C6H5 CH3 + H2 C6H6 + CH4

Un esquema convencional comprende la separacin de etilbenceno y o-xileno por la destilacin. y de un fragmento grande de p-xileno por la cristalizacin o casi completamente por la adsorcin, un licor madre con un alto contenido de m-xileno, puede actualizarse como un solvente o empleado en las gasolinas de alto octanaje. Dependiendo de los requisitos del mercado, sin embargo, este corte de C8 puede usarse para aumentar la produccin de o-xileno y p-xileno por el isomerizacin catalizada.Isomerizacin de Xilenos.

Isomerizacin de Xilenos.

Los catalizadores son cidos halogenados, metlico o una mezcla de ambos, que forman complejos con los aromtico, ALCI3-- HCI, BF3--HF, etc. Ellos actan segn el siguiente principio:

La isomerizacin tiene lugar en la fase cida, pero la solubilidad mutua del cido y xileno es baja.El halgeno tiene el efecto de formar un complejo con los aromticos y, si l, est presente en cantidad suficiente, tiende incrementar el tamao de la fase de la reaccin en que el isomerizacin tiene lugar.Friedel-Crafts tipo cataltico:

Desmetilacin del ToluenoEsta tcnica cuyo desarrollo industrial es reciente, sirve para aumentar la disponibilidad de mezclas de benceno y xilenos. Combinado con la separacin de p-xileno por cristalizacin o adsorcin, o con la isomerizacion, puede usarse para producir cantidades adicionales de o y p-xilenos sin aumentar el tonelaje del reformado a ser tratado

A nivel industrial, la reaccin de desmetilacin de tolueno se lleva a cabo fase el vapor o fase lquida, en presencia de un catalizador slido. Los sistemas del catalizador empleados originalmente eran del tipo de Friedel-Craft, alminas de slice, zeolitas.La reaccin principal es la siguiente:2C6H5-CH3 C6H6 + C6H4(CH3)2

Para la transalquilacin:C6H5-CH3 + C6H3(CH3)3 2C6H4(CH3)2Algunos las reacciones laterales pueden tener lugar:(a) Dealquilacin del tolueno a benceno y metano.(b) Desmetilacin de xilenos a tolueno, si el volumen C9 aromtico es inicialmente bajo.

Tcnicas de Separacin Fsicas de Aromticos

Destilacin CristalizacinAdsorcinDestilacin azeotrpicaDestilacin extractivaExtraccin con solvente

Tcnicas de Separacin Fsicas de Aromticos

El extractor retiene los aromticos y abandona los no aromticos para retenerlos en el destilado.En esta operacin el solvente debe ser no polar para evitar la formacin de dos fases lquidas en la que el contenido de impurezas es alto. Los principales solventes extractores utilizados en la industria son la anilina, furfural, nitrobenceno, fenol.Destilacin ExtractivaTcnicas de Separacin Fsicas de Aromticos

Existen diversos procesos basados en la destilacin extractiva, entre ellos se encuentran:Proceso Lurgi (solo produce benceno y tolueno)Snam Progettis Formex y Kopperss Morphylane: (alimentacion de no-aromaticos)Toray:(Recuperra el estireno de la gasolina de pirolisis)Destilacion ExtractivaTcnicas de Separacin Fsicas de Aromticos

Propiedades de los solventes de extraccin: La formacin de una zona de inmiscibilidad.El punto de ebullicin es suficientemente diferente a la de los aromticos y tienen buena estabilidad trmica. Baja toxicidad y accin corrosiva para un mejor almacenamiento del lquido.Bajo costo.La densidad diferente a la de la alimentacin y baja viscosidad Extraccin con solventeTcnicas de Separacin Fsicas de AromticosAvances.Pequiven tiene planes de construir una planta de BTX para aprovechar las corrientes de refineras de CRP, lo cual permitir la obtencin de aromticos grado monmero, los cuales no son producidos actualmente en el pas.

Esto permite construir aguas abajo plantas de resina estirnicas, plastificantes.

La planta BTX seria parte del futuro Complejo Petroqumico Paraguan.

Tambin se considera aumentar la capacidad de produccin de aromticos de la planta BTX ubicada en la refinera El Palito