Ingeniería Química: ¿Qué es la refinación ácida?

Creo que se refiere al proceso de alquilación en una refinería de petróleo.

Esta imagen puede causarle dolor de cabeza. En pocas palabras, el objetivo básico de todas / la mayoría de las refinerías es obtener la mayor cantidad de gasolina posible del petróleo crudo disponible. Estas operaciones trabajan en coordinación para lograr ese objetivo y en el proceso, obtenemos subproductos (en fracciones minúsculas) que se utilizan para fabricar el resto de los productos químicos a granel que se encuentran en todas partes. Me gusta, en todas partes! Mira a tu alrededor! Alucinante, ¿no?

Una unidad Alkylator típica se ve así.

Alquilación : en un proceso estándar de refinería de petróleo, el isobutano se alquila con alquenos de bajo peso molecular (principalmente una mezcla de propeno y buteno) en presencia de un catalizador ácido fuerte, ácido sulfúrico o ácido fluorhídrico. En una refinería de petróleo se le denomina unidad de alquilación de ácido sulfúrico (SAAU) o unidad de alquilación hidrofluórica (HFAU). Los trabajadores de la refinería pueden referirse simplemente a ella como la unidad alquilada o alquilada. El catalizador protona los alquenos (propeno, buteno) para producir carbocationes reactivos, que alquilan isobutano.
La reacción se lleva a cabo a temperaturas suaves (0 y 30 ° C) en una reacción de dos fases. Debido a que la reacción es exotérmica, se necesita enfriamiento: las plantas SAAU requieren temperaturas más bajas, por lo que el medio de enfriamiento debe enfriarse, para que el agua de enfriamiento normal de la refinería HFAU sea suficiente. Es importante mantener una alta proporción de isobutano a alqueno en el punto de reacción para evitar reacciones secundarias (polimerización de alquenos) que producen un producto de menor octanaje, por lo que las plantas tienen un alto reciclaje de isobutano para alimentar. Las fases se separan espontáneamente, por lo que la fase ácida se mezcla vigorosamente con la fase de hidrocarburos para crear una superficie de contacto suficiente.
El producto se llama alquilato y está compuesto por una mezcla de hidrocarburos parafínicos de cadena ramificada de alto octanaje (principalmente isoheptano e isooctano). El alquilato es un stock de mezcla de gasolina premium porque tiene propiedades antidetonantes excepcionales y es de combustión limpia. El alquilato es también un componente clave de avgas. El número de octanos del alquilato depende principalmente del tipo de alquenos utilizados y de las condiciones de operación. Por ejemplo, el isooctano resulta de la combinación de butileno con isobutano y tiene una clasificación de octano de 100 por definición. Hay otros productos en el alquilato, por lo que la clasificación de octano variará en consecuencia.
Dado que el petróleo crudo generalmente contiene solo del 10 al 40 por ciento de los componentes de hidrocarburos en el rango de la gasolina, las refinerías utilizan un proceso de craqueo catalítico fluido para convertir los hidrocarburos de alto peso molecular en compuestos más pequeños y más volátiles, que luego se convierten en hidrocarburos líquidos del tamaño de gasolina. Los procesos de alquilación transforman alquenos de bajo peso molecular y moléculas de iso-parafina en iso-parafinas más grandes con un alto índice de octano.
La combinación de grietas, polimerización y alquilación puede dar como resultado un rendimiento de gasolina que representa el 70 por ciento del petróleo crudo inicial. También se han desarrollado procesos más avanzados, como la ciclación de parafinas y la deshidrogenación de naftenos que forman hidrocarburos aromáticos en un reformador catalítico, para aumentar el índice de octano de la gasolina. La operación moderna de la refinería se puede cambiar para producir casi cualquier tipo de combustible con criterios de rendimiento específicos a partir de una sola materia prima cruda.
Las refinerías examinan si tiene sentido económicamente instalar unidades de alquilación. Las unidades de alquilación son complejas, con una economía de escala sustancial. Además de una cantidad adecuada de materia prima, la diferencia de precio entre el valor del producto alquilato y el valor alternativo de disposición de la materia prima debe ser lo suficientemente grande como para justificar la instalación. Las salidas alternativas para las materias primas de alcalinización de las refinerías incluyen ventas como GLP, mezcla de corrientes de C4 directamente en gasolina y materias primas para plantas químicas. Las condiciones del mercado local varían ampliamente entre las plantas. La variación en la especificación RVP para gasolina entre países y entre estaciones impacta dramáticamente la cantidad de corrientes de butano que pueden mezclarse directamente con la gasolina. El transporte de tipos específicos de corrientes de GLP puede ser costoso, por lo que las disparidades locales en condiciones económicas a menudo no se mitigan por completo con los movimientos de mercado cruzado de materias primas de alquilación.
La disponibilidad de un catalizador adecuado también es un factor importante para decidir si construir una planta de alquilación. Si se usa ácido sulfúrico, se necesitan volúmenes significativos. Se requiere acceso a una planta adecuada para el suministro de ácido fresco y la disposición del ácido gastado. Si una planta de ácido sulfúrico debe construirse específicamente para soportar una unidad de alquilación, dicha construcción tendrá un impacto significativo tanto en los requisitos iniciales de capital como en los costos continuos de operación. Alternativamente, es posible instalar una unidad de proceso de ácido sulfúrico débil (WSA) para regenerar el ácido gastado. No se produce secado del gas. Esto significa que no habrá pérdida de ácido, material de desecho ácido y no se perderá calor en el recalentamiento del gas de proceso. La condensación selectiva en el condensador WSA asegura que el ácido fresco regenerado será del 98% p / p incluso con el gas de proceso húmedo. Es posible combinar la regeneración ácida gastada con la eliminación del sulfuro de hidrógeno utilizando el sulfuro de hidrógeno como combustible.
La segunda opción de catalizador principal es el ácido fluorhídrico. En las plantas de alquilación típicas, las tasas de consumo de ácido son mucho más bajas que las del ácido sulfúrico. Estas plantas también producen alquilato con mejor índice de octano que las plantas sulfúricas. Sin embargo, debido a su naturaleza peligrosa, el ácido HF se produce en muy pocos lugares y el transporte debe gestionarse rigurosamente.

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