27
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE CIENCIAS ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA INGENIERIA DE PETROLEOS ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN DOCENTE: ING. MARCO CHUIZA INTEGRANTES: Carolina Mayorga Steven Medina

ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO

FACULTAD DE CIENCIAS

ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA

INGENIERIA DE PETROLEOS

ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN

DOCENTE: ING. MARCO CHUIZA

INTEGRANTES: Carolina Mayorga

Steven Medina

Page 2: ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN

Grandes resultados requieren grandes ambiciones

Sin esfuerzo no hay progreso

Contents1 ALQUILACIÓN......................................................................................................................................2

1.1 INTRODUCCIÓN...........................................................................................................................2

1.2 DEFINICION..................................................................................................................................3

1.3 DIAGRAMA DE FLUJO DE LA ALQUILACIÓN.................................................................................4

1.4 PROCESO DE ALQUILACIÓN.........................................................................................................5

1.2.1 REACTOR PHILIPS PARA ALQUILACIÓN CON HF..........................................................................5

1.2.2 REACTOR PARA ALQUILACIÓN DE TIPO CONVENCIONAL (PARA H2SO4)...................................7

1.2.3 REACTOR PARA ALQUILACIÓN EN DISPOSICIÓN DE CASCADA (PARA H2SO4)............................8

1.5 PRESIÓN.....................................................................................................................................10

1.6 TEMPERATURA..........................................................................................................................10

1.7 CATALIZADORES.........................................................................................................................10

1.7.1 ÁCIDO FLUORHÍDRICO.......................................................................................................10

1.7.2 ÁCIDO SULFÚRICO.............................................................................................................11

1.8 REACCIONES..............................................................................................................................11

1.9 1.6 TERMODINÁMICA DEL PROCESO.........................................................................................11

2 POLIMERIZACIÓN...............................................................................................................................12

2.1 INTRODUCCIÓN.........................................................................................................................12

2.2 TIPOS DE POLIMERIZACIÓN.......................................................................................................12

2.2.1 POLIMERIZACIÓN DE ADICIÓN...........................................................................................12

2.2.2 POLIMERIZACIÓN DE CONDENSACIÓN..............................................................................15

2.3 PROCESO....................................................................................................................................16

2.3.1 DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE OBTENCIÓN DE POLIETILENO.............................18

2.3.2 CATALIZADORES.................................................................................................................19

3 BIBLIOGRAFÍA....................................................................................................................................20

Page 3: ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN

Grandes resultados requieren grandes ambiciones

Sin esfuerzo no hay progreso

INGENIERIA DE PETROLEOS1 ALQUILACIÓN

1.1 INTRODUCCIÓNEn los primeros tiempos del refino del petróleo, en los años 20 y 30 del siglo pasado, la mayoría de los componentes de mezcla de gasolinas estaban compuestos por materiales obtenidos directamente de la unidad de destilación de crudo. Las refinerías eran esencialmente calderas de petróleo bastante sencillas. Las primeras unidades de conversión eran poco complicadas y estaban orientadas al cambio térmico de naftas obtenidas directa-mente para producir componentes de mezcla de mayor octanaje para una mayor calidad del producto.

La situación cambió de forma significativa durante la Segunda Guerra Mundial cuando surgió, por razones obvias, una enorme necesidad de gasolina de aviación de alto octanaje (los aviones mili-tares de la época estaban en su mayor parte equipados con motores de pistones recíprocos que utilizaban gasolina de alto octanaje, en lugar de motores a reacción que utilizan queroseno).

Una de las respuestas a esta necesidad de gasolina de alto octanaje fue el desarrollo de una unidad de conversión de la refinería: la unidad de alquilación de ácido fluorhídrico (HF).

La unidad de alquilación de HF (HFU) sigue siendo de importancia clave en nuestros días. Desempeña un papel crítico al proporcionar uno de los principales materiales de aportación al producto final del conjunto de mezcla de gasolinas. Su importancia ha crecido conjuntamente con las cada vez más numerosas unidades de cracking catalítico en lecho fluido (FCC) en las refinerías. El FCC añade valor a los productos finales pesados de la destilación de crudo al romper catalíticamente los materiales pesados en productos más ligeros tales como petróleo de ciclo ligero y gasolina FCC, que se pueden utilizar directamente o después de un hidrotratamiento en operaciones de mezcla del producto final. El inconveniente de este proceso es que en las operaciones de FCC también se producen olefinas ligeras, especialmente buteno y propeno. Éstas, por sus características intrínsecas, no sirven como materia prima.

De modo similar, en cualquier proceso de destilación de crudo se tiende a producir un exceso de productos finales ligeros, como el butano, que son de uso limitado. El n-butano se puede convertir fácilmente en isobutano, y en esta forma se une a las olefinas c3 ó c4 de FCC (buteno o propeno) como materias primas combinadas para la unidad de alquilación de HF. La unidad de alquilación de HF cumple la importante función de convertir estos subproductos en alquilato de alto valor, que se utiliza como componente de mezcla de la gasolina. Esta operación, valiosísima desde el punto de vista eco-nómico, de eliminar las olefinas c4 del FCC y los isoalcanos c4 de la unidad de destilación de crudo de petróleo y convertirlos, mediante el proceso catalítico de alquilación del HF (una reacción Friedel-Crafts modificada) en isooctanos, sigue siendo de enorme importancia en el refino de petróleo.

Los isooctanos (alquilatos) son el componente más valioso de los que inter-vienen en la mezcla de la gasolina en el contexto actual de combustibles limpios y preocupación por el medio ambiente. Tienen

Page 4: ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN

Grandes resultados requieren grandes ambiciones

Sin esfuerzo no hay progreso

altos RON y MON (octanaje medido en laboratorio y octanaje probado en un motor estático, respectivamente), bajo contenido de azufre, baja presión de vapor Reid (RVP) y un contenido de aromáticos prácticamente nulo. Son los componentes perfectos de las gasolinas.

En los últimos quince años, los requisitos de formulación de las gasolinas, estipulados por los organismos medio-ambientales de las administraciones de casi todo el mundo (pero lideradas por la Unión Europea y los Estados Unidos), se han hecho considerablemente más severos. La exigencia de menor contenido de azufre, de benceno, de aromáticos, menor RVP y menor índice de manejabilidad (una combinación de propiedades de destilación del combustible), limita seriamente las opciones de las compañías de refino en sus operaciones de mezcla del producto final, la gasolina.

Los dos cambios más recientes y que probablemente hayan tenido un mayor impacto en el conjunto de las gasolinas han sido la eliminación del MTBE (metil terciario-butil éter) a causa de su efecto contaminador de las aguas subterráneas, y la adición de bioetanol por sus propiedades neutras en carbono. El MTBE es un componente de alto octanaje de mezcla de gasolina con una menor presión de vapor. Aunque el etanol es también de alto octanaje, realiza una aportación sustancial a la RVP, que esencialmente evita que el butano puro se utilice en gran cantidad en la misma combinación de mezcla.

Así pues, el alquilato producido por la HFU es de excepcional valor para las refinerías en su intento por cumplir con las limitaciones medioambientales y otras medidas legales en sus operaciones.

1.2 DEFINICION

En la química orgánica, se denomina alquilación a la transferencia de un grupo alquilo de una molécula a otra. El grupo alquilo puede ser transferido como un carbocatión de alquilo, un radical libre, un carbanión o un carbeno (o sus equivalentes). Los agentes alquilantes son ampliamente utilizados en la química ya que el grupo alquilo es probablemente el grupo más común entre las moléculas orgánicas.

En el contexto de la refinación del petróleo, se utiliza el término alquilación para referirse a un procedimiento en donde se combinan olefinas con parafinas para formar isoparafinas de alto peso molecular. Es usual, la alquilación del isobutileno (olefina) con isobutano para producir una mezcla del isobutano con isooctano. Es un proceso muy importante en la refinación del petróleo porque produce un número de octanos superior a 87.

Page 5: ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN

Grandes resultados requieren grandes ambiciones

Sin esfuerzo no hay progreso

1.3 DIAGRAMA DE FLUJO DE LA ALQUILACIÓN

La alquilación se lleva a cabo mediante uno de dos catalizadores: (1) el hidrógeno de fluoruro y (2) ácido sulfúrico. En el proceso de alquilación utilizando líquido fluoruro de hidrógeno, el ácido puede ser usado repetidamente, prácticamente no abra ningún problema de eliminación de ácido. La relación ácido/hidrocarburo en el contactor es de 2:1 y la temperatura oscila entre 15 a 35º C se puede mantener, ya que no es necesaria la refrigeración. El ácido fluorhídrico anhidro se regenera por destilación con presión suficiente para mantener los reactantes en la fase líquida.

En muchos casos, el acero es adecuado para la construcción de equipos de alquilación, incluso en presencia de los catalizadores de ácidos fuertes, como su efecto corrosivo se atenúa considerablemente por la formación de esteres como productos intermedios catalíticos.

En la industria petrolera, el ácido sulfúrico y fluoruro de hidrógeno son empleados como catalizadores de alquilación deben ser sustancialmente anhidros para ser efectivos, y el acero es satisfactorio.

Cuando las condiciones no son anhidros, el equipo debe estar revestido de plomo, metal o esmalte. En unos pocos casos, de cobre o de cobre estañado todavía se utiliza, por ejemplo, en la fabricación de productos farmacéuticos y fotográficos para disminuir contaminación con metales.

La destilación es por lo general el procedimiento más conveniente para la recuperación del producto, incluso en aquellos casos en los que los puntos de ebullición son bastante cercanos entre sí. Con frecuencia esa destilación proporcionará un material acabado de calidad suficiente para satisfacer las demandas del mercado. Si no, otros medios de purificación pueden ser necesarios, tales como cristalización o separación por medio de disolventes. La elección de un disolvente adecuado, en muchos casos, dan lugar a la cristalización del producto alquilado y para su conveniente recuperación.

Page 6: ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN

Grandes resultados requieren grandes ambiciones

Sin esfuerzo no hay progreso

1.4 PROCESO DE ALQUILACIÓN

1.2.1 REACTOR PHILIPS PARA ALQUILACIÓN CON HF

En el proceso Phillips, la carga de olefina e isobutano se seca y pasa a una unidad combinada de reacción y decantación. (1)

El hidrocarburo procedente de la zona de decantación (Sedimentador) se carga en el fraccionador principal. El producto de evaporación de la sección superior del fraccionador principal pasa a un despropanizador. (2)

1

Page 7: ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN

Grandes resultados requieren grandes ambiciones

Sin esfuerzo no hay progreso

El propano, que contiene trazas de ácido fluorhídrico (HF), pasa a una torre rectificadora de HF, y después se desfluora catalíticamente,se trata y se almacena. (3)

El isobutano se extrae del fraccionador principal y se recicla en el reactor/decantador, y el alquilato se envía a un divisor. (4)

2

4

3

Page 8: ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN

Grandes resultados requieren grandes ambiciones

Sin esfuerzo no hay progreso

1.2.2 REACTOR PARA ALQUILACIÓN DE TIPO CONVENCIONAL (PARA H2SO4)

1.2.3 REACTOR PARA ALQUILACIÓN EN DISPOSICIÓN DE CASCADA (PARA H2SO4)

Page 9: ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN

Grandes resultados requieren grandes ambiciones

Sin esfuerzo no hay progreso

En las unidades de alquilación de ácido sulfúrico en cascada, , penetran en el reactor cargas de propileno, butileno e isobutano fresco, entre otras, y allí entran en contacto con el catalizador de ácido sulfúrico. (1)

El reactor está dividido en zonas; las olefinas se introducen en cada zona mediante distribuidores, y el ácido sulfúrico y los isobutanos circulan sobre deflectores de una zona a otra.(2)

El calor de la reacción se elimina por evaporación del isobutano.

El isobutano gaseoso se extrae de la parte superior del reactor, se enfría y se recicla, enviándose una parte del mismo a la torre despropanizadora.(4)

1

2

SALIDA DE

ISOBUTAN

O

Page 10: ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN

Grandes resultados requieren grandes ambiciones

Sin esfuerzo no hay progreso

El residuo del reactor se decanta y el ácido sulfúrico se extrae del fondo del recipiente y se recicla. Se utilizan lavadores cáusticos o de agua para eliminar pequeñas cantidades de ácido de la corriente de proceso, que a continuación pasa a una torre deisobutanizadora.(5)

El isobutano obtenido en la sección superior del debutanizador se recicla, y los restantes hidrocarburos se separan en una torre de redestilación y/o se envían a la operación de mezcla.(6)

REACTOR

ALQUILADO

4 nC4

5

6

Page 11: ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN

Grandes resultados requieren grandes ambiciones

Sin esfuerzo no hay progreso

1.5 PRESIÓN Debido a la presencia del catalizador y desde que las reacciones de alquilacion ya no dependen

de una gran presion, el valor de esta ya no tiene efecto en el equilibrio de la reaccion, el nivel de presion debe ser solo el necesario para mantener los componentes en estado liquido.

Generalmente para el caso del reactor de cascada somete a 5-15 psi de presión.

1.6 TEMPERATURA H2SO4 (ÁCIDO SULFURICO): 40 a 50 °F con un máximo de 70 °F y un mínimo de 30°F (Es

recomendable un rango de 35 a 45 °F)

HF (ÁCIDO FLUORHIDRICO): 70 a 100 °F

1.7 CATALIZADORES

1.7.1 ÁCIDO FLUORHÍDRICO1.7.1.1 Propiedades físicasEstado de agregación líquido Densidad 1.140 kg/m3; 1.14 g/cm3Masa molar 20,01 g/molPunto de fusión 190 K (-83,15 °C)Punto de ebullición 293 K (19,85 °C)

1.7.1.2 Propiedades químicasAcidez (pKa) 3,19Solubilidad en agua >70 g/100 ml agua (20 °C, 293 K)

1.7.2 ÁCIDO SULFÚRICO 1.7.2.1 Propiedades físicas Fórmula semidesarrollada H2SO4 Estado de agregación LíquidoDensidad 1800 kg/m3; 1.8 g/cm3Masa molar 98,08 g/molPunto de fusión 283 K (10 °C)Punto de ebullición 610 K (337 °C)

1.7.2.2 Propiedades químicasAcidez (pKa) pKa1 = -6.62pKa2 = 1.99Solubilidad en agua MiscibleTermoquímicaΔfH0líquido -814 kJ/molS0líquido, 1 bar 19 J·mol-1·K-1

Page 12: ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN

Grandes resultados requieren grandes ambiciones

Sin esfuerzo no hay progreso

1.8 REACCIONES

1.9 TERMODINÁMICA DEL PROCESO

Éste proceso se lleva a cabo a bajas temperaturas y presiones relativamente bajas, debido a que es un proceso de unificación, mediante el cual se crean enlaces covalentes, por tanto se libera energía, y de ésta manera se requiere una baja temperatura para mejorar el rendimiento de la alquilación.

Otro aspecto a tener en cuenta es que las reacciones que se llevan a cabo son irreversibles, esto es, no se puede alcanzar una eficiencia de 100%; particularmente, para el caso que nos ocupa, se puede llegar a una conversión máxima de 80%.

2 POLIMERIZACIÓN

2.1 INTRODUCCIÓN

Las reacciones de polimerización poseen un amplio campo de aplicación, especialmente en la producción plásticos, cauchos, resina y otros compuestos derivados del petróleo. Los procesos industriales para obtener estos productos utilizan como materia prima a las olefinas, las cuales se obtienen por pirólisis de los gases incondensables que se obtienen en la destilación del petróleo. Dependiendo de los monómeros y del tipo de polimerización, se pueden tener una amplia gama de polímeros.

2.2 TIPOS DE POLIMERIZACIÓN

El proceso de construir una molécula polimérica, y por ende obtener un material plástico, se denomina polimerización. Se diferencian dos tipos de procesos de polimerización, de adición y de condensación.

Page 13: ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN

Grandes resultados requieren grandes ambiciones

Sin esfuerzo no hay progreso

2.2.1 POLIMERIZACIÓN DE ADICIÓNEn esta clase de polimerización los polímeros son sintetizados por la adición de monómeros insaturados a la cadena creciente. Un monómero insaturado es aquel que tiene un enlace covalente, o doble, entre sus átomos, estos enlaces covalentes son bastante reactivos y al ser eliminados permiten que el monómero se pueda acoplar con otros monómeros insaturados.

Por ejemplo, al monómero de etileno se le rompe el enlace covalente entre sus dos átomos de carbono dejando dos electrones desapareados. Esto atrae otro monómero de etileno, rompiéndole el enlace covalente y acoplándolo. Así puede continuar indefinidamente la reacción formando la cadena polimérica.

Obviamente, cuando se va a iniciar la reacción, el primer monómero no es capaz por sí solo de romper el enlace covalente, por lo que se utilizan iniciadores. Los iniciadores son moléculas que tienen la particularidad de romper por sí mismas uno de sus enlaces. Luego de haberse dividido tenemos dos fragmentos, denominados fragmentos iniciadores, cada uno con un electrón no apareado. Moléculas como estas son el peróxido benzoico y el 2,2'-azo-bis-isobutirilnitrilo (AIBN).

Page 14: ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN

Grandes resultados requieren grandes ambiciones

Sin esfuerzo no hay progreso

Estos electrones no apareados son inestables y buscarán la forma de aparearse con otros electrones para estabilizarse. Este electrón lo obtienen al romper el enlace covalente de un monómero, dejando a su vez a este monómero con un electrón desapareado que reacciona, de igual manera que el iniciador, con otro monómero propagándose la reacción de polimerización por adición.

Desafortunadamente, la reacción tiene que acabar. Hay dos maneras de terminar la reacción. La primera es llamada acoplamiento. Sucede cuando dos electrones no apareados de dos cadenas diferentes que están creciendo se encuentran, permitiendo que sus respectivas cadenas se acoplen.

La segunda forma de terminación de la reacción es llamada desproporcionalización. Es un poco más particular que la anterior. En la desproporcionalización, cuando se encuentran las dos cadenas crecientes, uno de los electrones desapareados en lugar de acoplarse sencillamente con el de la otra cadena, lo que hace es arrebatarle un átomo de hidrógeno, terminando su crecimiento y dejando a la última cadena con dos electrones desapareados entre los cuales se forma un enlace doble que también cierra esta cadena.

Page 15: ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN

Grandes resultados requieren grandes ambiciones

Sin esfuerzo no hay progreso

En general, un polímero de adición como el polietileno puede representarse así:

En donde Φ1 y Φ2 son los grupos terminales de inicio y fin de la reacción, que se encuentran en muy pequeñas concentraciones comparados con la cantidad de monómeros de la cadena principal. Estos grupos terminales no tienen efecto en las propiedades mecánicas del polímero, pero sí pueden influenciar la estabilidad química del mismo: en algunos polímeros, cuando son calentados o irradiados con luz, los grupos terminales inestables pueden iniciar la degradación de la molécula.

2.2.2 POLIMERIZACIÓN DE CONDENSACIÓNA diferencia de la polimerización de adición, en la polimerización de condensación algunos átomos del monómero no son incluidos en el polímero resultante, por lo que se produce una pequeña molécula como residuo. Usualmente agua o gas de ácido clorhídrico (HCl).

La obtención de la siguiente poliamida es un ejemplo.

Page 16: ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN

Grandes resultados requieren grandes ambiciones

Sin esfuerzo no hay progreso

También la obtención de PET es otro ejemplo, la reacción entre ácido tereftálico y etilenglicol. Que produce (2n-1)H2O más el poliéster polietilén tereftalato (PET).

2.3 PRINCIPALES PRODUCTOS OBTENIDOS POR POLIMERIZACIÓN

Polietileno (PE) (HDPE, LDPE) Polipropileno (PP) Poliestireno (PS) Poliuretano (PU) Policloruro de vinilo (PVC) Politereftalato de etileno (PET) Polimetilmetacrilato (PMMA) Nylon (poliamida 6, PA 6) Polietilenimina Polilactona Policaprolactona

Page 17: ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN

Grandes resultados requieren grandes ambiciones

Sin esfuerzo no hay progreso

Poliéster Polisiloxanos Polianhidrido Poliurea Policarbonato Polisulfonas Poliacrilonitrilo Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS) Polióxido de etileno Policicloctano Poli (n-butil acrilato) Tereftalato de Polibutileno (PBT) Estireno Acrilonitrilo (SAN) Poliuretano Termoplástico (TPU)

2.4 PROCESO INDUSTRIAL DE LA POLIMERIZACIÓN

Como ejemplo para este trabajo, se considerará el proceso de obtención de polietileno.

Para obtener polietileno a partir del gas natural, la primera operación es la separación de las distintas moléculas, seguidas por un cracking de las distintas moléculas de etano. Dicho proceso puede ser térmico (por ser sometido a alta temperatura y presión) o catalítico (por aplicación de calor y catalizadores)

De esta forma, se obtienen las distintas olefinas: etileno, propileno, butileno, butadieno y gas de pirólisis.

El polietileno se obtiene finalmente en sus tres formas comerciales por la polimerización del etileno.

Page 18: ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN

Grandes resultados requieren grandes ambiciones

Sin esfuerzo no hay progreso

El proceso de polimerización del etileno se inicia con una purificación del etileno para obtener un producto de mayor calidad. Se limpiaran tanto las impurezas inorgánicas (compuestos de azufre, óxido carbónico, anhídrido carbónico) como las orgánicas (etano, hidrógeno). Para esta parte se usan lavadores que actúan a modo de columnas, aprovechando el bajo punto de ebullición de ciertas impurezas para que salgan por la parte superior. Los componentes de alto punto de ebullición salen por la parte inferior de la columna.

Una vez limpio existen tres procesos posibles para polimerizar el etileno:

Gas phase (en fase gaseosa): alimentando etileno gaseoso junto con oxígeno y un catalizador de titanio a un reactor de lecho fluidizado, se obtendrán el producto y el gas, que luego será separado del polímero. Este es un proceso de baja temperatura, alta presión y que puede utilizar varios catalizadores: Cromo, Zeigler-Natta, metalocenos.

Slurry (en suspensión): se obtiene polietileno en este caso en un reactor en determinadas condiciones de presión y temperatura (85ºC), mediante un proceso catalítico utilizando etileno con hidrógeno y buteno en suspensión de hexano. El proceso de polimerización es llevado a cabo en un

Page 19: ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN

Grandes resultados requieren grandes ambiciones

Sin esfuerzo no hay progreso

diluyente líquido, en el cual el polímero es insoluble a las P y T de trabajo, y así queda en suspensión. El catalizador utilizado es el Zeigler-Natta y en general a partir de este proceso se obtienen envases.

Solution (en disolución): utilizado para buscar productos con propiedades específicas, se basa en que el producto se disuelve en un solvente combinado con un catalizador específico. Crea polímeros homogéneos de moléculas uniformes, que se utilizan para embalajes de comida, films industriales, etc. El catalizador más utilizado en esta ocasión también es el Zeigler-Natta.

La reacción es sensible a un número muy grande de catalizadores y es iniciada con facilidad especial por compuestos que producen radicales libres. La producción de un polímero termoplástico de longitud de cadena del orden de 1000 unidades de etileno sólo se consiguió cuando se sometió el etileno a una presión próxima a 1000 atm a 200 °C. Aunque después se demostró que podían producirse polietilenos termoplásticos algo semejantes a presiones más bajas, sigue siendo un requisito esencial para la producción de un gran polímero un etileno de alta densidad.

La producción de polietileno exige una fuente de etileno puro, equipo de compresión adecuado para trabajar a 1000 atm, y un reactor de alta presión para realizar la polimerización rápida y altamente exotérmica bajo control. El polímero, que suele producirse a una temperatura en que es líquido, tiene que separarse del etileno que no ha reaccionado (que puede devolverse al recipiente de polimerización) y el producto tiene que ponerse en forma física apropiada para la venta. El proceso se lleva a cabo de manera cómoda y económica en operación continua.

La polimerización del etileno se realiza normalmente en presencia de catalizadores que producen radicales libres. El mecanismo general es semejante al de otros compuestos de vinilo e implica las fases de iniciación del radical libre, propagación de la cadena del polímero y terminación de la cadena. Un carácter importante de la polimerización del etileno, por efectuarse el proceso en un gas comprimido, es la posibilidad de variar la concentración del etileno entre límites amplios, proporcionando así un medio, además de las variaciones de la temperatura y de la concentración del catalizador, para controlar la rapidez de la polimerización y el peso molecular del polímero. Otro punto importante es que la producción de moléculas de cadena ramificada es mayor en la polimerización del etileno que en otras polimerizaciones vinílicas, lo que influye en las propiedades físicas y mecánicas del polímero.

Page 20: ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN

Grandes resultados requieren grandes ambiciones

Sin esfuerzo no hay progreso

DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE OBTENCIÓN DE POLIETILENO

Producción de etileno a partir del gas de refinería

Producción de polietileno – diagrama general

Buteno-1

Page 21: ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN

Grandes resultados requieren grandes ambiciones

Sin esfuerzo no hay progreso

Producción de polietileno – diagrama completo

2.4.1 CATALIZADORESCATALIZADORES CLÁSICOS

Los catalizadores clásicos del tipo Zeigler-Natta son catalizadores mixtos que contienen un compuesto organometálico de los grupos principales I, II o III del sistema periódico (p.ej. trietilaluminio y un compuesto de un metal de transición (p.ej. tetracloruro de titanio TlCl4). Estos compuestos tienen un carácter de ácido de Lewis.

Se puede tratar tanto de catalizadores homogéneos como heterogéneos. Se trata de catalizadores con varios centros activos diferentes. Los sistemas más modernos emplean sobre todo cloruro de magnesio, tetracloruro de titanio, trietilaluminio además de diversos nucleófilos internos y externos. Pueden alcanzar una producción de hasta 150.000 kg de polímero por gramo de titanio.

CATALIZADORES MODERNOS

Últimamente se utilizan cada vez más sistemas catalíticos basados en metalocenos con metales del grupo 4. El metal más empleado es el zirconio por su mayor actividad catalítica frente al titanio o al hafnio. Aunque los sistemas son homogéneos por razones del proceso a menudo se inmovilizan los catalizadores en soportes porosos.

Page 22: ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN

Grandes resultados requieren grandes ambiciones

Sin esfuerzo no hay progreso

3 BIBLIOGRAFÍA ALQUILACIÓN

http://es.wikipedia.org/wiki/Alquilaci%C3%B3n QUIMICA DEL PETROLEO

http://www.slideshare.net/Rmo_MiGuel/alquilacin ALQUILACIÓN DE ÁCIDO FLUORHIDRICO

http://library.abb.com/GLOBAL/SCOT/scot271.nsf/VerityDisplay/933CF4B4A32023AEC125735C00354A63/$File/22-26%203M774_SPA72dpi.pdf

ALQUILACIÓNhttp://translate.google.com.ec/translate?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://www.sundyne.com/Products/Pumps/Applications/Alkylation&ei=18DsUJGMPJPY9QTX3YHQAg

James G. Speight CHEMICAL AND PROCESS DESIGN HANDBOOK Editorial McGraw-Hill, Alkylation / 1.3

PROCESOwww.textoscientificos.com/polietileno_verdeSpeight James G. – Chemical Process And Design Hanbook - Mcgrawhill -2002 Ethylene-Figure 1 Production Of Ethylene From Refinery Gas.- Figure 5 Manufacture Of High-Density Polyethylene.

POLIMERIZACIÓN POR CONDENSACIÓNhttp://www.slideshare.net/Steven030806/savedfiles?s_title=polimerizacin-por-condensacin-comp&user_login=cesarturo26

CATALIZADORESRefinería de petróleo de catalizadores/catalizador que se utiliza para la polimerización - spanish.alibaba.com

REACCIONES DE POLIMERIZACIÓNorganica1.org