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UNIVERSIDAD PUBLICA DE EL ALTO

INDUSTRIA PETROQUIMICA ING. CARLA VALERIA ARACENA OLMOS MATERIA: PETROQUIMICA BASICA

INTRODUCCIÓN La industria petroquímica utiliza el petróleo y el gas natural como materia prima para el desarrollo de numerosos productos químicos. Por lo tanto, aporta los conocimientos y mecanismos para la extracción de sustancias químicas a partir de los combustibles fósiles. La gasolina, el gasoil, el querosén, el propano, el metano y el butano son algunos de los combustibles fósiles que permiten el desarrollo de productos de la petroquímica. Esta industria también posibilita la producción de fertilizantes, pesticidas y herbicidas, la obtención de asfalto y fibras sintéticas y la fabricación de distintos plásticos. Los guantes, los borradores y las pinturas, entre muchos otros artículos de uso cotidiano, forman parte de la producción petroquímica

REALIDAD NACIONAL

ARBOL PETROQUÍMICO

PRODUCTOS DE METANO • GAS DE SINTESIS • Amoniaco • Urea • Fertilizantes

• Nitrato de amonio • Metilaminas • Explosivos • Fertilizantes

• Metanol • Formaldehido • Resinas formaldehicas

• Acido acético • DME – Dimetil eter • MTBE – Metil terbutil eter

GAS DE SINTESIS El Gas de Síntesis o Syngas, se trata de un combustible gaseoso, obtenido a partir de sustancias ricas en carbono y que son sometidas a un proceso químico a alta temperatura. Está compuesto principalmente de dos elementos, que son el Monóxido de Carbono (CO) y el Hidrógeno (H2) (En algunos países se considera al CO2 como parte del Gas de Síntesis). Además de estos componentes (que pueden variar sus porcentajes) puede ir acompañado de otra serie de gases y residuos, como puede ser, H2O, CO2, CH4, Cenizas, SH2, COS, Cl-, N2... El nombre gas de síntesis proviene de su uso como intermediario en la creación de gas natural sintético (GNS). Aunque posee menos de la mitad de densidad de energía que el gas natural, se trata de un gas de elevado valor comercial y que cada vez se está produciendo más debido a sus múltiples usos, ya que se ha empleado y aún se usa como combustible o como producto intermedio para la producción de otros productos químicos. Se puede obtener con facilidad a partir de cualquier hidrocarburo gaseoso como el etano, propano, butano y principalmente Metano, o Gas Natural.

APLICACIONES DEL GAS DE SINTESIS

PROCESOS DE PRODUCCION DE SYNGAS

Los más importantes que vamos a tratar, son los que se refieren al Reformado (Steam Reforming), junto al proceso de Conversión (Shift) y a la Oxidación Parcial, a partir de hidrocarburos ligeros, además del Reformado Auto térmico (que es una mezcla de ambos)

REFORMADO CON VAPOR DE AGUA (STEAM REFORMING) Se trata de un proceso en el que se adiciona vapor de agua a altas temperaturas y presiones a un hidrocarburo ligero (o mezcla de hidrocarburos ligeros) principalmente Gas Natural, para obtener Gas de Síntesis. Todo ello en presencia de un catalizador, para acelerar el proceso. La reacción que se produce es muy endotérmica, por lo cual es necesario añadir mucha energía para calentar el agua y obtener el Syngas.

Los valores de equilibrio para esta reacción se darían para unos 20 bares, 800ºC y una relación de H2O/CH4 igual a 3.

ESQUEMA DE PROCESO DE REFORMADO A PARTIR DE GN

PROCESO DE OXIDACIÓN PARCIAL DE HIDROCARBUROS LIGEROS En el caso de Oxidación con catalizador, se trabaja a una temperatura de entre 700-1200ºC y a unos 30-80 bares con unas condiciones de severidad importantes, con lo que se hace muy difícil evitar la deposición de coque. Otra de las desventajas es que los catalizadores no son estables y que es necesario una planta de producción de Oxigeno, lo que encarece notablemente la instalación ya que no se puede alimentar con aire.

PROCESO DE REFORMADO AUTO TÉRMICO Se trata de un proceso mixto en el que hay procesos de combustión y de Reformado. Se parte del hidrocarburo ligero inicial, normalmente metano y se le inyecta oxígeno y vapor de agua, creando dos procesos claramente diferenciados. Se obtiene el Syngas con una relación de O2/CH4 de 0,6-0,65, y con las condiciones descritas en los anteriores procesos.

PRODUCCION DE AMONIACO Las materias primas necesarias para la síntesis de amoniaco son nitrógeno e hidrogeno. El primero de ellos se incorpora en el reformador secundario con el aire mientras que el hidrogeno se obtiene del gas de síntesis. La reacción de síntesis del amoniaco es:

El equilibrio de esta reacción esta favorecido por presiones altas y temperaturas bajas, lo que en la práctica implica: - Bajas conversiones, lo que obliga a una recirculación de las materias primas no convertidas y, por consiguiente, al uso de un lazo de síntesis que debe operar a alta presión. - El empleo de altas presiones y conversiones limitadas, que conlleva costes energéticos y mecánicos elevados. - El empleo de bajas temperaturas, lo que implica velocidades de reacción muy bajas.

DIAGRAMA PROCESO KELLOG

PRODUCCION DE UREA

PRODUCCION DE NITRATO DE AMONIO El nitrato de amonio es un fertilizante nitrogenado con un alto contenido de nitrógeno, alrededor del 33%. Su sencillez y bajo coste de producción le hacen ser uno de los compuestos nitrogenados más importantes. Uno de sus inconvenientes es que tiene tendencia a formar tortas al estar almacenado. Este problema se ha ido minimizando con el paso del tiempo con una granulación adecuada, la adición de agentes anti-higroscópicos y un mejor envasado. Aparte de su uso como fertilizante, el nitrato de amonio centra sus aplicaciones como parte de explosivos comerciales y militares. Es difícil de detonar, pero si se utiliza con aceite o con otros materiales explosivos puede llevarse a cabo su detonación. Se suele usar en minas y canteras. El nitrato de amonio mezclado con TNT forma el amatol, principal explosivo militar convencional.

PRODUCCION DE METANOL Actualmente, todo el metanol producido mundialmente se sintetiza mediante un proceso catalítico a partir de monóxido de carbono e hidrógeno. Esta reacción emplea altas temperaturas y presiones, y necesita reactores industriales grandes y complicados. CO + CO2 + H2 ---˃ CH3OH La reacción se produce a una temperatura de 300-400 °C y a una presión de 200-300 atm. Los catalizadores usados son ZnO o Cr2O3. El gas de síntesis (CO + H2) se puede obtener de distintas formas. Los distintos procesos productivos se diferencian entre sí precisamente por este hecho. Actualmente el proceso más ampliamente usado para la obtención del gas de síntesis es a partir de la combustión parcial del gas natural en presencia de vapor de agua. Gas Natural + Vapor de Agua ---˃ CO + CO2 + H2 Los procesos industriales más ampliamente usados, usando cualquiera de las tres alimentaciones (gas natural, mezcla de hidrocarburos líquidos o carbón) son los desarrollados por las firmas Lurgi Corp. e Imperial Chemical Industries Ltd. (ICI).

PRODUCCION DE FORMALDEHIDO El diagrama de flujo simplificado se puede observar en la siguiente figura. Se puede ver que el proceso consta de 4 intercambiadores de calor, un reactor, una columna de absorción y un mezclador como equipos más importantes, existiendo otros equipos auxiliares como bombas, depósitos, etc.

PRODUCCION DE MTBE

PRODUCTOS DE ETANO • ETILENO • POLIETILENO • ETANOL • Acetaldehido • Acido acético

• VCM (Monómero de cloruro de vinilo) • PVC (Policloruro de vinilo)

• OXIDO DE ETILENO • Glicoles

• CLORURO DE ETILENO • Tetraetilo de plomo

• ALQUILOS DE ALUMINIO • Detergentes suaves

PRODUCCION DE ETILENO

PRODUCCION DE POLIETILENO El polietileno se obtiene a partir del monómero etileno. Debido a que los catalizadores son altamente reactivos, el etileno debe ser de gran pureza. Las especificaciones típicas son 50) con viscosidad Grado para Botella (“Bottle Grade”).

PRODUCCION DE P-XILENO - PET

DIAGRAMA PRODUCCION PET