• Author / Uploaded
• Rueda Fernandez Luis Fernando

Citation preview

FICHA DE IDENTIFICACIÓN DE PROYECTO

Título

Autor/es

Fecha Carrera Asignatura Grupo Docente Periodo Académico Subsede

DESHIDRATACION Y ENDULZAMIENTO DEL GAS Nombres y Apellidos Código de estudiantes JUAN ALBERTO LOPEZ CHAVEZ LUIS FERNANDO RUEDA JHONATHAN DELGADILLO IVAR PEREZ FULGUERA RICHARD FLORES MAMANI DELSY GUZMAN OVANDO 25/06/2018 ING, GAS Y PETROLEO QUIMICA ORGANICA A LIC.ANA MARIA SANCHEZ LOPEZ 1-2018 COCHABAMBA

Tíítulo:DESHIDRATACION Y ENDULZAMIENTO DEL GAS Autor/es: JUAN ALBERTO LOPEZ CHAVEZ, JHONTHAN DELGADILLO ,LUIS FERNANDO RUEDA, IVAR PEREZ, RICHARD FLORES RESUMEN:

En este proyecto presentaremos cuál es el mecanismo de deshidratación También veremos su proceso Una parte cada vez más importante de la industria química está dedicada actualmente para la producción de compuestos de alto valor agregado, tales como algunos principios activos o intermediarios sintéticos de gran utilidad en el industrias farmacéutica, cosmética, de aditivos alimentarios y perfumes Una gran cantidad de estos compuestos, algunos de los cuales son se describen en la, se obtienen mediante reacciones orgánicos en fase líquida [3], que se utilizan como catalizadores homogéneos ácidos y sales de ácidos [4,5]. Muchos de estos procesos, que son conocidos genéricamente como procesos de química fina

Palabras clave: DESHIDRATACION DEL GAS

ABSTRACT:

In this project we will present what is the mechanism of dehydration We will also see your process An increasingly important part of the chemical industry is dedicated currently to the production of high value-added compounds, such as some active principles or synthetic intermediaries of great use in the pharmaceutical, cosmetics, food additive and perfume industries A large number of these compounds, some of which are are described in Figure 1.1, are obtained by reactions organic in liquid phase [3], which use as homogeneous catalysts acids and salts of acids [4,5]. Many of these processes, which are known Asignatura: QUIMICA ORGANICA Carrera:ING. GAS Y PETROLEO

Página 17 de 17

Tíítulo:DESHIDRATACION Y ENDULZAMIENTO DEL GAS Autor/es: JUAN ALBERTO LOPEZ CHAVEZ, JHONTHAN DELGADILLO ,LUIS FERNANDO RUEDA, IVAR PEREZ, RICHARD FLORES

generically as fine chemistry processes

Asignatura: QUIMICA ORGANICA Carrera:ING. GAS Y PETROLEO

Página 17 de 17

Tíítulo:DESHIDRATACION Y ENDULZAMIENTO DEL GAS Autor/es: JUAN ALBERTO LOPEZ CHAVEZ, JHONTHAN DELGADILLO ,LUIS FERNANDO RUEDA, IVAR PEREZ, RICHARD FLORES

Contenido Introducción.......................................................................................................................................................... 5 2 OBJETIVOS..................................................................................................................................................... 6 2.1. OBJETIVOS GENÉRAL.................................................................................................................... 6 2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS............................................................................................................. 6 JUSTIFICACIÓN............................................................................................................................................... 7 CAPITULO II...................................................................................................................................................... 8 3 MARCO TEORICO....................................................................................................................................... 9 4 MARCO PRÁCTICO................................................................................................................................. 10 RECOMENDACIONES................................................................................................................................ 14 ANEXOS.............................................................................................................................................................. 15

Asignatura: QUIMICA ORGANICA Carrera:ING. GAS Y PETROLEO

Página 17 de 17

Tíítulo:DESHIDRATACION Y ENDULZAMIENTO DEL GAS Autor/es: JUAN ALBERTO LOPEZ CHAVEZ, JHONTHAN DELGADILLO ,LUIS FERNANDO RUEDA, IVAR PEREZ, RICHARD FLORES Introducción

En este proyecto presentaremos lo que es el mecanismo de la deshidratación También veremos su proceso Una parte cada vez más importante de la industria química está dedicada en la actualidad a la producción de compuestos de alto valor añadido, tales como algunos principios activos o intermediarios sintéticos de gran uso en las industrias farmacéuticas, de cosméticos, de aditivos alimentarios y perfumes Un número elevado de estos compuestos, algunos de los cuales se encuentran descritos en la Figura 1.1, se obtienen mediante reacciones orgánicas en fase líquida [3], que utilizan como catalizadores homogéneos ácidos y sales de ácidos [4,5]. Muchos de estos procesos, que se conocen genéricamente como procesos de química fina (“fine chemicals proccess”) [6], utilizan todavía cantidades estequiométricas de metales de transición (KMnO4, H2Cr2O3, etc.), generando una importante cantidad de subproductos con los consiguientes problemas operativos de recuperación del producto final. En la Tabla 1.1 se compara el volumen de residuos generados por Kg de producto formado (Factor E) [6] en diversos tipos de industrias, observándose que muy al contrario de la opinión generalizada, las industrias farmacéuticas y de química fina son las que generan, relativamente, una mayor cantidad de residuos. Los valores tan significativos del Factor E en este tipo de procesos son debidos a los bajos rendimientos obtenidos por paso de síntesis, y principalmente al uso de un exceso de reactivos, y a las etapas de Neutralización necesaria para aislar el producto final.

Asignatura: QUIMICA ORGANICA Carrera:ING. GAS Y PETROLEO

Página 17 de 17

Tíítulo:DESHIDRATACION Y ENDULZAMIENTO DEL GAS Autor/es: JUAN ALBERTO LOPEZ CHAVEZ, JHONTHAN DELGADILLO ,LUIS FERNANDO RUEDA, IVAR PEREZ, RICHARD FLORES 2 OBJETIVOS 2.1. OBJETIVOS GENÉRAL En esta práctica vamos a trabajar con la medida de volúmenes aplicados en una reacción química curiosa: observaremos como el ácido sulfúrico deshidrata rápidamente el azúcar y lo convierte en carbón. Como, además se desprende una gran cantidad de gases, el carbón se obtiene lleno de burbujas de aire, por lo que aumenta mucho su volumen. Hay que tener en cuenta las precauciones que en el tratamiento de sustancias peligrosas, en este caso el acido sulfúrico 2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS * Analizar como es el proceso de la deshidratación del alcohol etílico con el ácido sulfúrico cómo catalizador * Identificar la obtención y resultados * Saber cuál es el proceso de cada uno de éstos compuesto * Aprender cómo se utilizan los instrumentos de laboratorio * Conocer a cerca del gas eterno

Asignatura: QUIMICA ORGANICA Carrera:ING. GAS Y PETROLEO

Página 17 de 17

Tíítulo:DESHIDRATACION Y ENDULZAMIENTO DEL GAS Autor/es: JUAN ALBERTO LOPEZ CHAVEZ, JHONTHAN DELGADILLO ,LUIS FERNANDO RUEDA, IVAR PEREZ, RICHARD FLORES JUSTIFICACIÓN *La importancia de nuestro trabajo es conocer el procedimiento de cómo se obtienen el eteno a partir de deshidratación de alcohol etílico como catalizador ácido sulfúrico con una temperatura mayor a 140°C en el laboratorio. * Este proyecto esta adecuado ya que demuestra cómo se obtener el eteno a partir de la deshidratación del etileno cómo base en el laboratorio así podemos conocer su reactividad con el ácido sulfúrico. * Cómo futuros ingeniero petróleos despeñando y adquiriendo lo que la química orgánica también conocer la extracciones químicas en el proceso de la producción del compuesto químico.

Asignatura: QUIMICA ORGANICA Carrera:ING. GAS Y PETROLEO

Página 17 de 17

Tíítulo:DESHIDRATACION Y ENDULZAMIENTO DEL GAS Autor/es: JUAN ALBERTO LOPEZ CHAVEZ, JHONTHAN DELGADILLO ,LUIS FERNANDO RUEDA, IVAR PEREZ, RICHARD FLORES CAPITULO II

3 MARCO TEORICO DESHIDRATACION DE GAS NATURAL El gas natural generalmente contiene agua, en estado líquido y/o vapor procedente de la fuente y/o del endulzamiento con una solución acuosa. El contenido de agua en el gas debe ser reducido y controlado para asegurar un procesamiento y transporte seguro. Las principales razones para eliminar el agua del gas natural son: El gas natural en las condiciones adecuadas puede combinarse con el agua libre para formar hidratos sólidos que pueden taponar válvulas, accesorios o inclusotuberías.2. El agua puede condensar en la tubería, causando flujo tapón y posible erosión ycorrosión.3. El vapor de agua aumenta el volumen y disminuye el contenido energético delgas.4. Los transportistas y vendedores de gas deben lograr especificaciones con un máximo contenido de agua de 7 lb por millón de pies cúbicos (112 kg por millón de metro cúbico). Los separadores de agua ubicados cerca de la boca de pozo y en ubicaciones estratégicas eliminan la mayoría del agua libre arrastrada por el gas desde el pozo. Sin embargo, la remoción del vapor de agua que existe en solución en el gas natural requiere un tratamiento más complejo. Este tratamiento consiste en la “deshidratación” del gas natural, la cual se logra reduciendo la temperatura de punto de rocío de agua del gas. Existen muchos métodos para deshidratar el gas natural. Los más comunes son la deshidratación por líquidos desecantes (glicoles), la deshidratación por sólidos desecantes y deshidratación por refrigeración. Los dos primeros métodos utilizan la transferencia de masa de las moléculas de agua hacia un solvente líquido (solución de glicol) o hacia la estructura cristalina (desecación en seco). El tercer método emplea el enfriamiento para condensar las moléculas de agua y luego la subsecuente inyección de un inhibidor para evitar la formación del hidrato. Sin embargo, la elección del método de deshidratación generalmente se encuentra entre el glicol (absorción) y los desecantes sólidos (adsorción)

Asignatura: QUIMICA ORGANICA Carrera:ING. GAS Y PETROLEO

Página 17 de 17

Tíítulo:DESHIDRATACION Y ENDULZAMIENTO DEL GAS Autor/es: JUAN ALBERTO LOPEZ CHAVEZ, JHONTHAN DELGADILLO ,LUIS FERNANDO RUEDA, IVAR PEREZ, RICHARD FLORES 4 MARCO PRÁCTICO

Un número elevado de estos compuestos, algunos de los cuales se encuentran descritos en la Figura 1.1, se obtienen mediante reacciones orgánicas en fase líquida [3], que utilizan como catalizadores homogéneos ácidos y sales de ácidos [4,5]. Muchos de estos procesos, que se conocen genéricamente como procesos de química fina (“fine chemicals proccess”) [6], utilizan todavía cantidades estequiométricas de metales de transición (KMnO4, H2Cr2O3, etc.), generando una importante cantidad de subproductos con los consiguientes problemas operativos de recuperación del producto final. En la Tabla 1.1 se compara el volumen de residuos generados por Kg de producto formado (Factor E) [6] en diversos tipos de industrias, observándose que muy al contrario de la opinión generalizada, las industrias farmacéuticas y de química fina son las que generan, relativamente, una mayor cantidad de residuos. Los valores tan significativos del Factor E en este tipo de procesos son debidos a los bajos rendimientos obtenidos por paso de síntesis, y principalmente al uso de un exceso de reactivos, y a las etapas de neutralización necesarias para aislar el producto final.

De forma continuada, muchos de los procesos más utilizados en química fina (sulfonaciones, nitraciones, acilaciones, alquilaciones y oxidaciones) y que normalmente conducían a un ahorro atómico negativo, van sustituyéndose por métodos catalíticos alternativos que hacen uso de catalizadores sólidos y no generan efluentes contaminantes para el medio ambiente [8]. Así por ejemplo, la obtención del acetoanisol, importante intermedio para otros productos de química Asignatura: QUIMICA ORGANICA Carrera:ING. GAS Y PETROLEO

Página 17 de 17

Tíítulo:DESHIDRATACION Y ENDULZAMIENTO DEL GAS Autor/es: JUAN ALBERTO LOPEZ CHAVEZ, JHONTHAN DELGADILLO ,LUIS FERNANDO RUEDA, IVAR PEREZ, RICHARD FLORES fina como PARSOL 1789® o 2-metoxi-acetil-naftaleno, se llevaba a cabo en fase líquida diclorometano y usando AlCl3 como catalizador, dando lugar a la producción de 4500 kg sales inorgánicas por tonelada de producto. Actualmente, Rhodia obtiene el acetoanisol con mejor rendimiento atómico, generando sólo 35 kg de subproducto (ácido acético) por ton. producto, mediante un proceso catalítico en un reactor de lecho fijo que no requiere el uso disolvente y que utiliza un catalizador ácido de tipo zeolítico

en de un de de

Otro ejemplo de mejora del Factor E lo constituye la obtención de hidroquinona (proceso que normalmente se llevaba a cabo en las etapas finales mediante oxidación de anilina con MnO2 y H2SO4, y posterior reducción del producto intermedio con Fe / HCl para dar la hidroquinona (proceso Eastman) [10], con un enorme gasto atómico y bajos rendimientos. La OCH3 + CH3COCl DCE AlCl3 OCH3 O CH3 + Al(OH)3 HCl Anisol Acetoanisol Proceso clásico 4.5 kg de inorgánicos / kg de acetoanisol Ahorro Atóm. = 56% OCH3 + Ac-O-Ac Reactor de lecho fijo Zeolita OCH3 O CH3 + CH3COOH Catalizador sólido (0.035 kg de subprod. / kg de acetoanisol Ahorro Atóm. = 71% Introducción 5 alternativa catalítica propuesta por los investigadores de Enichem usando Tisilicalita como catalizador con H2O2 como oxidante [11,12] parte del fenol y obtiene la correspondiente hidroquinona con un apreciable ahorro atómico y mínima producción de subproductos [13]. Figura 1.3. Procesos alternativos para la obtención de hidroquinona (HQ). 1.1.1. Principales características de la industria de química fina. Comparativamente, los productos de química fina difieren considerablemente de aquellos producidos a gran escala, no sólo en sus precios relativos en el mercado o en el nivel de producción, sino también en los tiempos de vida medios en el mercado que suelen ser relativamente cortos (entre 10 y 20 años) para los primeros, mientras que los productos a gran escala presentan una media del tiempo de vida entre 20 y 50 años . Sin embargo, tanto los tiempos como el coste total de la investigación y desarrollo para los productos de química fina suelen ser bastante menores, lo cual les otorga una gran ventaja competitiva, siempre y cuando la materia prima y la tecnología del proceso no aumenten en demasía el precio del producto final (Tabla 1.2). Algunos pocos productos de química fina, tales como la vainillina (aroma a vainilla), o el mentol (fragancia mentolada), entre otros, pueden ser considerados productos a gran escala por sus elevados niveles de producción y rendimientos económicos . NH2 MnO2 H2SO4 O O Fe HCl Asignatura: QUIMICA ORGANICA Carrera:ING. GAS Y PETROLEO

Página 17 de 17

Tíítulo:DESHIDRATACION Y ENDULZAMIENTO DEL GAS Autor/es: JUAN ALBERTO LOPEZ CHAVEZ, JHONTHAN DELGADILLO ,LUIS FERNANDO RUEDA, IVAR PEREZ, RICHARD FLORES

La creciente complejidad de las moléculas orgánicas en la industria de química fina, la coexistencia de varios grupos funcionales, y la necesidad de obtener productos con altas quimio-, regio-, e incluso estereoselectividades, son factores a tener en cuenta a la hora de seleccionar un proceso de producción. Por lo general, y dados los altos puntos de ebullición y la limitada estabilidad térmica de este tipo de compuestos, se prefieren reacciones en fase líquida y a temperaturas moderadas. Esto no implica que en algunos casos, como por ejemplo la obtención de citral desarrollada por BASF utilizando O2 y un catalizador de Ag soportado sobre SiO2 [17], los procesos en fase gaseosa sean muy eficientes. Por otro lado, y a diferencia de los productos en gran escala que utilizan procesos en contínuo y exclusivos para un único producto, los procesos en química fina suelen ser discontínuos (reactores batch) y con carácter multioperacional, lo cual otorga a esta industria una gran versatilidad y ventajas competitivas. En contrapartida, este tipo de industria es muy sensible a consideraciones medioambientales. En este sentido, no sólo es importante considerar la cantidad de subproductos generados, sino también el tipo, naturaleza y grado de toxicidad de los reactivos que se utilizan y de los desechos finales, teniendo en cuenta que las legislaciones vigentes en países desarrollados son muy exigentes en lo relacionado al vertido de efluentes y residuos sólidos, transporte, almacenamiento y uso de reactivos peligrosos y nocivos para el hombre y el medio ambiente. Con este fin, se utiliza normalmente un cociente medio-ambiental CONCLUSIONES. • En la presente investigación se llega a la conclusión de que en la adecuación del gas natural el proceso más importante es el de la deshidratación y, el método más conveniente y beneficioso es el Asignatura: QUIMICA ORGANICA Carrera:ING. GAS Y PETROLEO

Página 17 de 17

Tíítulo:DESHIDRATACION Y ENDULZAMIENTO DEL GAS Autor/es: JUAN ALBERTO LOPEZ CHAVEZ, JHONTHAN DELGADILLO ,LUIS FERNANDO RUEDA, IVAR PEREZ, RICHARD FLORES de la absorción con el líquido absorbente (TEG), se seleccionó el Trietilen Glicol por ser el que proporciona más ventajas: es altamente higroscópico, es estable en presencia de azufre, oxígeno y dióxido de carbono a temperaturas normales de operación. • La deshidratación por absorción es el método más económico y eficiente cuando se logran las especificaciones requeridas de deshidratación; a diferencia de la deshidratación por el método de adsorción que requiere una alta inversión inicial y los desecantes son sensibles a la contaminación. • El gas natural que se obtiene principalmente en baterías de separación está constituido por proporciones variables de otros hidrocarburos (etano, propano, butanos, pentanos y gasolina natural) y de contaminantes diversos. Representa aproximadamente el 47% de los combustibles utilizados en el país y el 72 % de nuestra petroquímica se deriva del etano, propano y butano contenidos en el gas, de ahí la importancia de este recurso como energético y como petroquímico. • Algunos pozos de gas natural suministran gas con un grado de pureza muy alta que es prácticamente metano puro. De cualquier forma, la mayoría de los hidrocarburos son mezclas complejas de cientos de diferentes compuestos. Un típico fluido de un pozo es una mezcla constantemente expansiva de gases e hidrocarburos íntimamente mezclada con agua, sólidos y otros contaminantes, con gran velocidad y turbulencia. • La razón más común de deshidratación es prevenir la formación de hidratos en los gasoductos. Los hidratos de gas natural son compuestos sólidos cristalinos formados por la combinación de gas natural y agua bajo presión a temperaturas considerablemente por encima del punto de congelación del agua. En la presencia de agua libre, los hidratos se formaran cuando la temperatura este por debajo del punto llamado temperatura del hidrato, la necesidad de prevenir la formación de los hidratos es obvia, es la manera más sencilla de eliminar los hidratos es para remover substancialmente el agua de flujo del gas natural. “DESHIDRATACIÓN DE GAS NATURAL POR ABSORCIÓN” 54

Asignatura: QUIMICA ORGANICA Carrera:ING. GAS Y PETROLEO

Página 17 de 17

Tíítulo:DESHIDRATACION Y ENDULZAMIENTO DEL GAS Autor/es: JUAN ALBERTO LOPEZ CHAVEZ, JHONTHAN DELGADILLO ,LUIS FERNANDO RUEDA, IVAR PEREZ, RICHARD FLORES RECOMENDACIONES. • Se recomienda realizar la deshidratación de gas natural por absorción para extraer los componentes licuables (agua) de una masa gaseosa, mediante la aplicación del líquido absorbente elegido que es el Trietilen Glicol (TEG), por ser el que proporciona más ventajas. • Es recomendable realizar esta operación para evitar en el sistema los problemas de: formación de ácidos, peligro de explosión y obstrucción en la tubería. BIBLIOGRAFÍA. Guzmán, C. (2000). “Criterios para el Diseño Conceptual de Procesos de Deshidratación/desalación Electrostática”. Martínez, J. (1998). “Principios y aplicaciones en la Ingeniería del Gas Natural”. Salager J.L. (2001). “Revista Técnica Intevep”. Campbell, John. (1979). “Gas Conditioning and Processing”. 5ta. Ed. GPSA. (1981). “Engineering Data Book”. 9na. Ed. Ikoku, Chi U. (1980). “Natural Gas Engineering”. 1ra. Ed. Perry, John H. (1958). “Manual del Ingeniero Químico”. 3ra. Ed. Petroleum Extension Service, University of Texas-Austin. “Plant Processing of Natural Gas”. 1ra. Ed. Bell, H. S. “Refinación del Petróleo” http://www.bolivia.com - La Paz - Martes, 25 JUN 2013 http://www.anh.gob.bo/index.php?N=druin

Asignatura: QUIMICA ORGANICA Carrera:ING. GAS Y PETROLEO

Página 17 de 17

Tíítulo:DESHIDRATACION Y ENDULZAMIENTO DEL GAS Autor/es: JUAN ALBERTO LOPEZ CHAVEZ, JHONTHAN DELGADILLO ,LUIS FERNANDO RUEDA, IVAR PEREZ, RICHARD FLORES ANEXOS

PLANTA DESHIDRATADORA DE GAS

Asignatura: QUIMICA ORGANICA Carrera:ING. GAS Y PETROLEO

Página 17 de 17

Tíítulo:DESHIDRATACION Y ENDULZAMIENTO DEL GAS Autor/es: JUAN ALBERTO LOPEZ CHAVEZ, JHONTHAN DELGADILLO ,LUIS FERNANDO RUEDA, IVAR PEREZ, RICHARD FLORES

COMPRESOR

Asignatura: QUIMICA ORGANICA Carrera:ING. GAS Y PETROLEO

Página 17 de 17

Tíítulo:DESHIDRATACION Y ENDULZAMIENTO DEL GAS Autor/es: JUAN ALBERTO LOPEZ CHAVEZ, JHONTHAN DELGADILLO ,LUIS FERNANDO RUEDA, IVAR PEREZ, RICHARD FLORES SEPARADOR

INTERCAMBIADOR DE CALOR

Asignatura: QUIMICA ORGANICA Carrera:ING. GAS Y PETROLEO

Página 17 de 17

Tíítulo:DESHIDRATACION Y ENDULZAMIENTO DEL GAS Autor/es: JUAN ALBERTO LOPEZ CHAVEZ, JHONTHAN DELGADILLO ,LUIS FERNANDO RUEDA, IVAR PEREZ, RICHARD FLORES

Asignatura: QUIMICA ORGANICA Carrera:ING. GAS Y PETROLEO

Página 17 de 17