Separacin del Etano Petroqumico, Industria del Etileno

Separacin del Etano Petroqumico, Industria del Etileno

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFACULTAD DE INGENIERA QUMICA Y TEXTILPROCESOS DE REFINACION DE PETROLEO Y GAS

4 TRABAJO DOMICILIARIO: Separacin del Etano Petroqumico, industria del Etileno

GRUPO : APROFESOR : Ing. Emilio Porras Sosa INTEGRANTES : CASTRO HUAMAN, ErickCHUQUIRAY MUOZ, Jonathan Francisco LPEZ SNCHEZ, Mara Jenny PALPAN ALONSO, RonaldRONCAL CURI, RenzoFECHA DE ENTREGA: 09 de Junio del 2012

Lima Per2012-I

Contenido

INTRODUCCION

SEPARACION DEL ETANO PETROQUIMICO

FUNDAMENTOSDESCRIPCION DEL PROCESOVENTAJAS DEL PROCESOECONOMIA DEL PROCESO

INDUSTRIA DEL ETILENO

FUNDAMENTOSDESCRIPCION DEL PROCESOVENTAJAS DEL PROCESOECONOMIA DEL PROCESO

SEPARACIN DEL ETANO PETROQUMICO, INDUSTRIA DEL ETILENO1. Introduccin Acerca de la industria petroqumica.El petrleo es muy importante como la principal fuente de energa del mundo. Pero no es el nico uso importante, del petrleo provienen tambin millares de productos, como los plsticos, las pinturas, los detergentes, las gomas sintticas, la vestimenta, la cosmtica, los anticongelantes, los insecticidas, los fertilizantes, etc. He aqu un esquema general de la cadena petroqumica.

Desde la refinacin se puede comenzar ya la petroqumica, por ejemplo, se obtiene etileno desde el cracking de la nafta.

2. SEPARACION DEL ETANO PETROQUIMICO1.1.-Fundamentos Propiedades Fsicas del EtanoPropiedades FsicasCantidadUNIT

Presin de Vapor543psig

Punto de Ebullicion-127.5F

Volumen Especifico12.8ft/lb

Densidad del Gas0.0799lb/ft

La hoja de seguridad del Etano se encuentra especificada en los anexos.1.2.- Descripcin del Proceso Proceso de extraccin del etano por una corriente de gas de hidrocarburos. Patente Numero: US 6,755,965 B2 Fecha: Junio 29,2004 Autores: Filippo Pironti, Caracas Venezuela Vincentilli, Caracas Venezuela ResumenSe describir un proceso de extraccin de etano desde una corriente de gas basada en turbo expansin y fraccionamiento con refrigeracin no mecnica. La alimentacin de gas es endulzada y deshidratada mediante un convencional tratamiento de aminas y mediante una unidad de tamiz molecular se remueve el dixido de carbono y el agua.

Despus de este pre tratamiento, el gas de alimentacin pasa a travs de una serie de etapas de enfriamiento utilizando intercambiadores especiales de aluminio y una columna de desmetanizacion. Una corriente rica en metano es recuperada por los topes y alimenta un compresor centrfugo y subsecuentemente a una turbina de expansin. La temperatura del gas metano es reducida enormemente mediante la expansin permitiendo que la corriente de metano enfriado sea un recurso criognico del intercambiador de calor. La alimentacin de la columna de etanizadora viene desde el fondo de la columna de metanizadora. El etano es finalmente recobrado de los topes de la columna de etanizadora.Figura 1: Esquema General del Proceso

La grafica 1 nos muestra una esquema simplificado de una tipica planta de extraccion de etano. Una corirente de alimentacion conteninedo metano, etano, propano y posiblemente hidrocarburos mas pesados, ingresa a la columna de des metanizacion, tipicamente se obtiene metano por los topes, los fondos alimetan la columna de etanizadora. Una corriente rica en etano es recuperada por los topes de esta columna y mayormente propano es retirado por los fondos.La corriente de gas natural, es usualmente enfriada en una seccion de refrigeracion con el objetivo de alcanzar bajas temperaturas con el fin de lograr su separacion del metano de sus diferentes componentes mas pesados a este. Varios metodos han sido desarrollados para el enfriamiento de estos gases, todos ellos basados en como economizar el proceso y obtener separaciones eficientes.Las plantas de extraccion de etano usan propano como refrigerante principal para las sepacion de etano o una combinacion de un turbo expansor Joule Thompson de la corriente de alimentacion del hidrocarburo, este ultimo es posible si la corriente de gas es ligera teniendo una baja concentracion de hidrocarburos mas pesados que el metano. Cuando la corirnte de gas es rica en etano y propano, estos hidrocarburos tipicamente se licuan mediante enfriamiento por etapas, resultando un enfriamiento insuficiente para las instalaciones con turbo expansores.Para una corriente de gas rica en etano o propano, sin embargo, un sistema de refrigeracion de propano se usa comunmente para enfriar la corriente de gas natural alimentado. El proceso se puede resumir en los siguientes pasos:1. Brindar una alimentaion de gas natural la cual a tenido un tratamiento previo de endulsamineto, deshidratacion, purificacion de metales y remosion de CO2 , prinicpalmente.2. Enfriar la corriente de gas natural mediante refrigeracion.3. Separar la corriente de gas natural refrigerado, en la de metanizadora, en una corriente rica en metano y otra en etano y propano.4. Expandir la corriente rica en metano desde una alta presion hasta presion baja para disminuir al temperatura (efecto joule Thopsom) de la corriente de metano, la cual servira para enfriar la corriente de gas natural de alimentacion, en el paso 3. Se puede dividir en tres etapas.a. Comprimir la corrinte rica en metano.b. Enfriar la corriente rica en metano comprimida.c. Turboexpandir esta corriente enfriada y comprimida rica en metano.

5. Separar las corrientes ricas en etano y propano.6. Recuperar las corrientes ricas en metano, etano y propano.La presion inicial de la alimentacin es de 70 kg/cm2 abs y una temepratura de 25C. Las propiedades tipicas de la alimentancio son:Componentenes Hidrocarburos de Alimentacion Tipica

ComposicionFraccion de Moles

PobreNormalRico

Nitrogeno0.00100.00100.0010

CO20.07600.07600.0748

Metano0.73380.63280.5316

Etano0.17620.27000.3573

Propano 0.01300.02000.0350

C4 + hydrocarburos0.00000.00020.0003

Diosido de carbono y agua debera ser removido de la corriente de alimetnacion para evitar formaciones solidas durante el enfriamiento subito del gas. Las secciones de enfriamiento pueden incluir columnas de destilacion, intercambiadores de calor y otras asociados al equipo de operacin para las condiciones que conducirian al congelamiento del CO2 o el agua. Para esto exiten procesos por ejemplo apra remover el CO2 de la corriente de alimentacion se usa una unidad de absorcion con aminas. Se desea trabajar con un nivel de 0.02% de CO2 y 0.0001% agua.

Figura 2 Esquema General de Procesamiento

La corriente de alimentacin de hidrocarburo se enfra inicialmente, luego es divida en dos lneas paralelas, una de ellas es enfriada hasta 10C utilizando la corriente rica en etano proceden de la torre de etanizadora, la cual est a aproximadamente a -6C. La corriente 7 es enfriada a -3C, mediante la corriente 9 la cual ha sido adems enfriada por un reboiler lateral de la dematizadora, esta corriente 9 es luego enfriada en un intercambiador de calor criognico 233, donde condensa parcialmente este condensado es separado en el separador 205 retirado mediante la corriente 11 cuya temperatura es -26C.La segunda corriente 13 es enfriada con el intercambiador 209 a la temperatura de -6C utilizando la corriente de los fondos de la demetanizadora 201. El enfriamiento de la corriente 15 desde el intercambiador 209 es adems enfriado a -26C transfiriendo calor a un reboiler lateral de la torre de metanizadora para ceder un mayor calentamiento a la corriente 17, el cual est parcialmente condensado, es alimentado al separador 205, en donde se vuelven a unir las corrientes inicialmente separadas.En este separador 205 el vapor es separado del lquido. El vapor 19 de este separador es llevado a travs del intercambiador criognico 223 donde subsecuentemente es enfriado a -89C, la sustancia condensada alimenta la corriente 21 desde el intercambiador criognico 223 es despus expandida a travs de una vlvula 239 para llegar a la presin de operacin de la columna demetanizadora. Durante la expansin, la sustancia condensada 21 es enfriada aproximadamente -94C donde la corriente 21 se transforma a 23. La alimentacin 23 es localizada cerca del tope de la columna demetanizadora. La reduccin de la temperatura por medio de la expansin de gases es conocida como efecto Joule-Thompson, en este proceso esta expansin es una tcnica til para reducir la temperatura de las corrientes gaseosas de hidrocarburo.El lquido de alimentacin 25, desde el separador 205, es dividido en dos porciones liquidas 27,29. La porcin 27 es expandida mediante la vlvula 241 donde la temperatura es reducida aproximadamente -57C, para pasar a ser la corriente 35. Esta corriente expandida es usada para enfriar los fluidos en el intercambiador 229 en la sobrecarga de la columna detanizadora. La corriente de alimentacin 37 salida del intercambiador 229 es utilizada para enfriar los fluidos en el intercambiador criognico 223. Despus la corriente 37 se convierte en la corriente 39.La otra porcin de lquido 29 es expandida a travs de una vlvula 243 y se convierte en la corriente 31. La corriente expandida 31 es luego dirigida hacia el intercambiador criognico 223 para darle poder enfriador. Luego la corriente 31 se convierte a al corriente 33. Esta corriente se recombina con la corriente 39 para formar la corriente 41 de alimentacin a la torre demetanizadora, es alimentada a una regin media de la columna.La demetanizadora es un evaporador tipo absorvedor donde el metano es principalmente separado por el tope y el etano y dems hidrocarburos pesados salen por los fondos, esta columna consta de dos reboilers laterales 211 y 213 y un termosifn principal 225 para proveer entalpia a la columna.El producto de la torre de demtanizadora es de 97,5% en metano sale a -95C. La corriente de salida por el tope 43 es dirigida al intercambiador 223 donde consigue capacidad de enfriamiento, y es calentado a -9C. La corriente rica en metano ahora 45 deja el intercambiador criognico 223, ms adelante es calentada una temperatura cerca de 25C en el intercambiador 221. La corriente rica en metano ahora 47 va hacia el compresor 234, donde su temperatura aumenta cerca de 114C, despus de la compresin. La corriente rica en metano ahora 49 desde el primer compresor 234 es enfriado primero con agua helada en el intercambiador 215 y luego ms enfriada mediante el reboiler principal de la torre demetanizadora. La corriente rica en metano ahora 53 que sale del reboiler cerca de 5C. Esta corriente de rica en metano es comprimida en 235 donde su temperatura aumenta a 60C, luego en una segunda compresin es enfriada con agua helada en el intercambiador 217. La corriente rica en metano 59 desde este intercambiador es ahora divida en 61 y 65. La corriente 65 es enfriada en el intercambiador 219. La corriente 61 es enfriada en el intercambiador 221. Las corrientes provenientes de los intercambiadores forman la corriente 69, la cual aproximadamente a -7C y entra al turbo expansor 237.La turboexpansion es un trabajo mecnico, en la cual la energa mecnica es extrada desde una alta presin de gas, tal como la corriente 69. Esta mquina expande el gas isoentropicamente. El trabajo desde la expansin maneja el compresor 235. Despus de la expansin la corriente sale a -96C y ahora la corriente es 71, esta misma provee de capacidad de enfriamiento al intercambiador 223, donde luego sale a una temperatura de -9C. La corriente 73 rica en metano deja en intercambiador a temperatura de 25C en el intercambiador 219. La corriente rica en metano es ahora 75 dejando el intercambiador 219 est listo para almacenar.La corriente liquida 81 deja el fondo de la columna demetanizadora a una temperatura de -3C ya es principalmente etano, propano y otros hidrocarburos pesados. La corriente 81 es expandida mediante un vlvula y reduce su temperatura a -6C. Esta corriente expandida es luego usada para enfriar el intercambiador 209, donde la corriente 81 es parcialmente vaporizada antes ser ingresada como la corriente 83 a la columna deetanizadora 203.La columna de etanizacion es una columna de fraccionamiento con condensador 229 y un separador 207 acondicionado en los topes de la columna y un termosifn rebolier 227 en los fondos de la columna. La funcin del reboiler 227 puede proporcionar calentamiento mediante agua u otro medio. La corriente liquida rica en propano 101 deja los fondos de la columna con una concentracin de 99% molar. L pureza de la corriente de propano depende d, entre otras cosas, las cantidades de C4+ presentes en la alimentacin inicial 1. La temperatura de esta corriente es de 53C. La corriente de gas 85 deja el tope de la columna a una temperatura cercana de -6C, el cual es esencialmente etano mnimo 96,5% molar. La corriente de gas 85 es enfriada en el intercambiador 229 para convertirse en la corriente 87. La corriente 87 es separada en una corriente de gas 91 y una corriente de lquido 89 en el separador 207. La corriente de gas 91 es usada como una corriente de enfriamiento en los intercambiadores 231 y 233 antes de ser enviada para almacenamiento como una corriente rica en etano.

3. INDUSTRIA DEL ETILENO

A. FUNDAMENTOS Etileno

El etileno o eteno es un gas incoloro e inflamable cuya frmula molecular es , y masa molar es 28,05 g/mol. Es el hidrocarburo olefinico o insaturado ms sencillo. La molcula es plana y est formada por cuatro enlaces simples C-H y un enlace doble C=C, que le impide rotar excepto a altas temperaturas. Se almacena y transporta con dificultad en condiciones criognicas, por lo que su produccin y consumo se realiza dentro de grandes complejos industriales en los que se encuentra integrada la refinera de tipo petroqumico y las plantas de produccin de derivados.Es un producto altamente reactivo participando en reacciones de oxidacin, polimerizacin, halogenacin, alquilacin,Propiedades Qumicas: fsicas (aspecto fsico color, olor,) y fisicoqumicas del etileno. MSDS EtilenoTabla de Propiedades del EtilenoPunto de fusin-169,4 C

Punto de ebullicin-103, 8 C

Densidad del vapor0,9852 (aire=1)

Tensin superficial al Punto. de ebullicin16,5 dinas/cm

Viscosidad a 0 C0,000093 poises

Calor de vaporizacin al Punto. de ebullicin118,5 cal/g

Calor de hidrogenacin32,8 Kcal/mol

Calor de combustin (bruto)337,28 Kcal/mol

Temperatura crtica9,90 C

Presin crtica50,7 Atm.

Densidad crtica0.227

Lmite de inflamabilidad en el aire

Min3-3,5%

Max16-29%

Temperatura de autoignicin en aire a Presin Atm.490 C

Smbolos de Seguridad NFPA y pictogramas

NATIONAL FIRE PROTECTION ASSOCIATION HAZARD RATING

Pictogramas

Explosin en caso de calentamiento. Gas extremadamente inflamable. Puede provocar somnolencia o vrtigo

Productos del EtilenoMuchos de productos petroqumicos se obtienen a partir de los hidrocarburos con un doble enlace: el etileno, C2H4, y el propileno, C3H6, siendo el primero la materia prima petroqumica ms importante.

Algunos productos producidos con etileno

Polietilenos.El polietileno procede de la polimerizacin del etileno y dependiendo del tipo de proceso empleado se obtiene uno de los dos tipos fundamentales de polietileno, el de baja densidad y el de alta densidad (aunque dentro de cada tipo existe una enorme gama de grados). Proceso de fabricacin del Polietileno de Baja Densidad (PEBD)El polietileno ms antiguo es el de baja densidad que se obtiene en procesos a altas presiones, ste es un polmero termoplstico, blando y elstico de densidad 0,92. Su estructura es ramificada con abundantes ramificaciones cortas (grupos etilo y butilo principalmente) y algunas ramificaciones largas. Posteriormente se desarrollaron procesos que trabajaban a bajas presiones y temperaturas en presencia de catalizadores organometlicos, de estos procesos se obtuvo un producto ms duro y rgido con una densidad de 0,96: el polietileno de alta densidad. Este producto no tiene ramificaciones largas y su estructura es ms compacta consiguiendo un mayor grado de cristalinidad. El peso molecular medio de estos polmeros es muy superior a de los de baja densidad.Dentro de las variantes de polietileno cabe destacar el polietileno de baja densidad lineal. La produccin se realiza mediante copolimerizacin del etileno con alfa-olefinas de 3 a 8 tomos de carbono. Su comportamiento es intermedio entre los de baja y alta densidad.El polietileno es actualmente el polmero ms consumido en el mundo con una produccin cercana a las 60 millones de toneladas/ao. Sus usos son muy diversos: adhesivos, almacenamiento, industria del automvil, fundas de cables, plsticos agrcolas, embalajes, tuberas, etc.2.1.1 Proceso de fabricacin del Polietileno de Baja Densidad (PEBD)El proceso de fabricacin es un proceso a alta presin. Los reactores empleados pueden ser tanto de tipo autoclave como de tipo tubular. El iniciador normalmente es oxgeno o un perxido orgnico. La fig.3 muestra el proceso de fabricacin (empleado por la compaa Krupp-Uhde).El etileno fresco y el reciclado del circuito de baja presin se mezclan con el iniciador y el agente de transferencia (para controlar el peso molecular) en la aspiracin del compresor primario, de este compresor sale a unas 300 atm.unindose a su descarga con el etileno reciclado del sistema de alta presin antes de entrar en el hiper compresor, que proporciona una presin de 2000 a 2600 atm. En los reactores tubulares, el etileno comprimido se calienta primero hasta unos 250C para iniciar la reaccin y seguidamente se refrigera con agua para eliminar el calor de reaccin. Estos reactores tienen una longitud de 1,5km y producen un polmero con una distribucin de pesos moleculares ancha. La conversin por paso es del orden del 35% y el tiempo de residencia de 60 a 300s. En los reactores tipo autoclave, la conversin resultante se limita al 10-16% y el etileno se introduce fro para favorecer el balance trmico. El producto tiene una distribucin de pesos moleculares ms estrecha y mayor grado de ramificacin.

La reaccin tiene lugar en fase homognea en condiciones supercrticas. A la salida del reactor la corriente se expansiona y en el separador de alta presin se separa parte del etileno no reaccionado, que se refrigera y purifica para eliminar las ceras arrastradas. El polmero fundido que todava contiene etileno disuelto, se vuelve a expansionar hasta una presin por encima del etileno fresco, reciclndose a la aspiracin del compresor primario el etileno desgasado en el separador de baja presin, despus de separar los aceites y ceras arrastrados.El polietileno fundido, junto con los antioxidantes y otros aditivos, se extruye y corta mediante chorros de agua, que produce unos grnulos esfricos que se secan y transportan a los silos reumticamente.Con variaciones en la presin, temperatura y empleo de aditivos se consigue obtener una gran variedad de PEBDProceso de fabricacin del Polietileno de Alta Densidad (PEAD)En la mayora de estos procesos (a baja presin) se pueden distinguir las siguientes etapas: Preparacin y activacin del catalizador Purificacin y secado de monmeros, para evitar el envenenamiento del catalizador. Polimerizacin Separacin del monmero no convertido (y reciclo, si es necesario) Secado y extrusin del polmero.

Los procesos de baja presin se diferencian entre s bsicamente por la tcnica de polimerizacin empleada y por el tipo de reactor. Se pueden distinguir cuatro tipos de procesos: Polimerizacin en disolucin. El monmero y el catalizador se disuelven en un hidrocarburo inerte, en condiciones de presin y temperatura que no se produzca la precipitacin del polmero. Polimerizacin en una suspensin (o slurry) del catalizador (y polmero) en un hidrocarburo inerte. Polimerizacin en masa. El polmero resultante est suspendido en el monmero. Polimerizacin en fase vapor. La reaccin se realiza en un lecho fluidizado con las partculas del catalizador.

La figura Anterior muestra el proceso de fabricacin mediante polimerizacin en suspensin. sta es la tcnica de polimerizacin ms madura y es la ms flexible permitiendo fabricar una gran gama de polmeros y copolmeros de muy diferentes pesos moleculares.B. DESCRIPCION DE PROCESOS

1. Produccin de olefinas por craqueo con vapor de hidrocarburosEste es el mtodo de KUREHA CHEM. IND. El trabajo de la disociacin de nafta se divide en los siguientes pasos.a. Disociacin de la nafta en hornos tubulares.

Craqueo con vapor en tubos Cr-Ni vertical y calentado directamente a 1050C por combustin de gas o aceite.

b. Templa, es decir, enfriamiento brusco.

Rpido enfriamiento en dos etapas para evitar reacciones subsiguientes Templado con produccin de vapor Pulverizacin de aceite para templado

c. Compresin de los gases de disociacin y purificacin.

Pre separacin en gas y condensado asi como purificacin del gas bruto, separando el H2S y CO2.

d. Secado, enfriamiento y destilacin a baja temperatura.

Secado de la mezcla de gases y separacin por destilacin a baja temperaturaDescripcin del procesoPara 1La nafta, previamente vaporizada, se introduce junto con vapor de agua sobrecalentado, en los tubos de unos 50-200 m largo y de 80-120 mm de dimetro del horno de disociacin. Los tubos de Cromo-Nique se descomponen verticalmente en los modernos hornos de craqueo de alta intensidad (High Severy). Se calientan directamente por combustin de gases o aceites a unos 1050C en sus partes mas calientes.Para 2Los productos de disociacin salen del espacio en que esta se produce a un 850C y tiene que enfriarse rpidamente a unos 300 (templado) para evitar reacciones sub siguientes. Primeramente se realiza esto en forma indirecta, con produccin de vapor, pro templado en los refrigerantes y finalmente, por aceite pulverizado.Para 3.En esta fase se separan el agua utilizada en el procesos y la bencina de pirolisis y se comprimente los constituyentes gaseosos en el compresor de gas bruto para su purificacin hacindoles pasar por un bao alcalino, por ejemplo de sosa caustica al 5-15% que separa el H2S y el CO2Para 4.Antes de proceder a la propia elaboracin se de realizar un cuidadoso desecado para que sea subsiguiente destilacin a baja temperatura no haya perturbacin por formacin de hielo. El gas bruto seco se enfra en varios pasos y se somete a destilacin fraccionada en un sistema de columnas.Despus de su separacin, el etileno contiene aun acetileno y etano. El acetileno perturba la polimerizacin del etileno y se tiene que separar, bien por hidrogenacin cataltica selectiva, bien por hidrogenacin cataltica selectiva, bien por destilacin extractiva, por ejemplo con dimetilformamida. La separacin final de etileno/etano requiere a causa de sus temperaturas de ebullicin muy semejante, unas columnas de eficacia muy grande. El etileno que se obtiene es una pureza del 99.95% (grado de pureza para polimerizacin).En forma anloga, despus de separar los componentes de la fraccin C3 y antes de aislar el propileno/propano hay que realizar la hidrogenacin cataltica slectiva de las porciones de elleno y propino en propano y propeno, respectivamente. El propileno se puede aislar con una pureza del 99.9%El etileno en todos los pases industriales se dedica predominantemente a la polimerizacin, en el caso del propileo su empleo para polipropileno es significativamente menor

Descripcin del diagrama de procesosPirolisis La alimentacin se precalienta y vaporiza parcialmente en la seccin de convencin del horno, inyectndole seguidamente vapor recalentado, con lo que se completa la vaporizacin, y se la introduce en la zona convectiva del horno para recalentar la mezcla antes de entrar en la zona de radiacin en la que tienen lugar de forma consecutiva y simultnea 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 relacin vapor de agua/HC que las naftas. El gas saliente del horno de pirlisis debe enfriarse rpidamente en una caldera de recuperacin de calor (en la que se genera vapor de muy alta presin) y, a continuacin, se termina su enfriamiento hasta los 350-400C mediante mezcla con la corriente de fondo del fraccionador principal previamente enfriado en un refrigerante, con aire o con agua de refrigeracin. Fraccionamiento primario En una columna de destilacin atmosfrica se rectifica la corriente Saliente del horno de pirlisis, separndose por fondo un gasoil o fuel ol de pirlisis 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 aromticos tiene un buen nmero de octano, y recibe el nombre de gasolina de pirlisis. Sin embargo, debe ser estabilizada mediante tratamiento con hidrgeno para que no polimerice, es decir, para que no forme gomas. Los gases salen como incondensables. Compresin El gas craqueado se comprime hasta unos 40kg/cm2 en un compresor con 4 5 etapas, con refrigeracin intermedia, para evitar la polimerizacin de las olefinas. En los refrigerantes intermedios condensa el agua junto con naftas ligeras, que se unen a la gasolina de pirlisis separada en el fraccionador primario. Generalmente a la salida de la tercera etapa el gas se lava con una solucin de hidrxido sdico para eliminar el H2S y el CO2 que lleva consigo. Al final de la ltima etapa el gas se seca mediante almina activada o tamices moleculares, que tambin retienen el CO2 residual, de modo que su punto de roco sea inferior a -100C. Fraccionamiento a baja temperatura El gas seco se enfra y se introduce en la desmetanizadora, en la que se separa el hidrgeno, el CO y el metano. El condensador de esta columna es el punto ms fro del sistema, utilizndose como lquido refrigerante etileno de un circuito auxiliar. La separacin de metano en esta columna debe ser lo ms completa posible, pues todo el metano retenido en la corriente de fondo impurificar al etileno producto. Por otra parte no debe escapar etileno con el metano e hidrgeno. Normalmente el CO y el hidrgeno se introducen en un reactor de metanizacin y el metano producido, junto con el separado en la columna se emplea como fuel-gas. 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 enfra, devolviendo los condensados a ala desmetanizadora. La fraccin no condensada pasa al splitter de C2, del que se obtiene por fondo etano, que se recicla a pirlisis, y por cabeza etileno impurificado con restos de metano (low grade). El etileno de alta pureza se obtiene en una extraccin 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 ms pesados se separan Seguidamente en fraccin C4 y en una segunda gasolina de pirlisis que lleva consigo los C5 y Superiores. En algunos casos tambin se recupera la fraccin C5. La fraccin C3 pasa a otro reactor de hidrogenacin selectiva para eliminar el metilacetileno. A la salida la fraccin C3 pasa al splitter del que se obtiene por cabeza el propileno y por cola el propano, que se recicla al horno de pirlisis junto con el etano. De la fraccin C4 se separa el butadieno y los butenos y de las gasolinas de pirlisis se separan los BTX. Las proporciones en que aparecen los distintos productos de la pirlisis en el gas saliente del Horno son distintas segn sea la naturaleza y el intervalo de destilacin de la alimentacin.ETILENO (Proceso C-E Lummus) Este proceso, el ms utilizado a nivel mundial, puede partir de mltiples Alimentaciones, desde etano hasta aceites ligeros. La corriente de ali mentacin es precalentada y sometida a ruptura trmica, en presencia de vapor en un horno de pirlisis tubular SRT.(de corto tiempo de residencia).Los productos de la pirlisis, que salen del horno a temperaturas entre 760 y 870C, son rpidamente enfriados en una 11nea de cambiadores de calor que generan vapor de alta presin.El efluente del horno, despus de enfriado, fluye a un fraccionador de gasolinas, en el cual la fraccin de hidrocarburos ms pesados es removida de las fracciones de gasolinas y ligeros. Este fraccionador de gasolinas no se requiere cuando la alimentacin es nicamente a base de etano y propano.El enfriamiento final de los efluentes del horno se realiza con agua por contacto directo en una torre de enfriamiento cerrada. Este gas de la torre de enfriamiento se comprime en un compresor centrifuga de pasos mltiples hasta 39 atmsferas .Los hidrocarburos condensados en los primeros pasos de compresin se regresan a la torre de enfriamiento, mientras que los condensados en los ltimos pasos son enviados al despropanizador.El gas comprimido es secado y enviado al desmetanizador mientras que las colas son enviadas al desetanizador.

Otros procesos Proceso KELLOGG BROWN & ROOT ,

Proceso LINDE

Proceso Stone & Webster

C. VENTAJAS DEL PROCESOSe puede alcanzar una pureza de hasta 99.5% en etileno, que es una gran pureza aprovechada en la polimerizacin y 99.9% en propileo.El enfriamiento es el proceso donde se recupera la mxima cantidad de energa, que aprovechada por vapor de agua y aceite.Anteriormente el etileno se obtena por hidrogenacin de etanol o por aislamiento del gas de cockerias, estos procedimientos no tienen importancia en la actualidad en los pases donde sea desarrollado petroqumica, la extraccin moderna es por disociacin trmica de gas natural, gas de refineras o de fraccin de destilacin de crudo.La importancia del etileno es debido a que, en el petrleo no hay olefinas, el etileno es muy importante en la petroqumica del etano como el primer derivado del etano de donde salen todos los otros diversos productos de la petroqumica como polietileno LDPE, polietileno HDPE, PVC, glicoles, polisteres, pinturas, aislantes, detergentes., etc.Cadena de Valor del EtilenoLa produccin de etileno es estratgica para iniciar la industria petroqumica en cualquier pas. Adems que genera valor agregado para las ventas, se puede obtener una gran variedad de productos desde bolsas de supermercado y detergentes hasta anticongelantes y fibras textiles.

D. ECONOMIA DEL PROCESO

Petroqumica del etano: importancia y desarrolloLa petroqumica del etano permite la produccin de una amplia gama de insumos industriales, especialmente para el rubro plstico. Qu posibilidades tiene esta actividad basada en la explotacin del gas de Camisea?

El desarrollo de la petroqumica del etano requiere, en primer lugar, del marco legal que permita contar con la materia prima. Este vaco legal se ha llenado con la aprobacin de laLey 29690. Mediante dicha disposicin legal se declara de necesidad pblica el desarrollo de la petroqumica del etano en el sur del pas.Se establece un mecanismo para negociar las condiciones en las que los productores y transportistas del gas natural entregarn el etano a las empresas encargadas de transformarlo en insumos para la industria de productos plsticos. Tambin se otorgarn funciones dirimentes aOsinergminen el caso que las partes no logren un acuerdo en materia de precios o condiciones.Todo resuelto? No. Falta reglamentar dicha ley as como las normas legales y regulatorias que permitan la construccin del gaseoducto desde Camisea hasta Ilo donde se localizarn las plantas de petroqumica.En base a la experiencia de Petroper, en su primer intento por desarrollar plantas de petroqumica en los aos setenta, sabemos que el tamao debe ser de escala mundial y para eso necesitamos tanto el etano que se extrae de los lotes 88 y 56, como el de los lotes vecinos a cargo de Petrobras y Repsol, todava en fase de exploracin y con resultados bastante promisorios.La construccin del gaseoducto desde Camisea se iniciar en el segundo semestre de este ao y deber concluir en el 2015, fecha en la que probablemente tendremos todos los elementos necesarios para la financiacin del proyecto de petroqumica que demandar una inversin de alrededor de US$ 3,000 millones.Por ltimo, para hacer viable esta inversin, necesitamos el mercado ampliado de varios pases de la costa del Pacfico, ya que el mercado nacional resulta insuficiente para recuperar dicha inversin. Esta idea ya ha sido explicada a detalle en dos notas mas publicadas en este blog.Resumiendo, resulta muy importante el desarrollo de la petroqumica del etano. Sin embargo, para concretar su desarrollo se requiere de materia prima, facilidades de transporte, mercados de una dimensin adecuada y financiamiento a largo plazo. Estas condiciones se dan hoy en nuestro pas, pero queda mucho terreno por avanzar y para eso la continuidad en las polticas resulta indispensable.

Autor de la Nota: Jaime Quijandrael28 de Junio, Universidad ESANEl etileno y el propileno son, en la actualidad ponderalmente las sustancias fundamentales ms importantes de la qumica orgnica, el etileno es el producto bsico para alrededor de 30% de todos los productos petroqumicos.Finales o de consumo no duraderos-utiliza, en particular, los envases-representan ms de la mitad del consumo de etileno en todo el mundo derivado. Una resina de plstico, polietileno, representa 55-60% del uso total de etileno. Debido a que el etileno es una de los productos petroqumicos de mayor volumen en todo el mundo, con una cartera derivado diversa, la demanda de etileno es sensible a ambos ciclos econmicos y energa. Por otra parte, debido al tamao y las pautas generales de uso de sus mercados, el etileno se utiliza a menudo como un sustituto para el desempeo de la industria petroqumica en general.Los mercados actuales del etileno estn en un proceso de recuperacin luego de la grave crisis que se inici el 2009.Actualmente China, pionera en la regin de Asia del Pacfico, contina dominando el mercado y lo seguir haciendo en el futuro y generar ms de un tercio de la demanda mundial. El pas se convertir en el principal consumidor de etileno del mundo y relegar a los Estados Unidos al segundo lugar, seguido por Arabia Saudita.Ms de un tercio del etileno comercializado se convierte en polietileno, un material usado ampliamente en construccin (polietileno de alta densidad) y en envases (de baja densidad).La produccin de xido de etileno equivale a cerca de 11% de la demanda global de etileno. Este material es usado para producir glicol de etileno, un preproducto del polister.El siguiente grfico muestra el consumo mundial de etileno:

Anexo:MSDS del Etano.

Refinacin de Petrleo y GasPgina 24