UNIVERSIDADDE AQUINO BOLIVIA “UDABOL” FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA INGENIERÍA EN GAS Y PETROLEO PRODUCCION PETROLERA “PLANTAS DE ETILENO Y POLIETILENO” ING. ROMULO BARBA INTEGRANTES: PABLO GARCIA FERRAZ DE MENEZES ERIKA ROBLES DANIEL RICO GABRIEL VARGAS GRUPO: A SANTA CRUZ- BOLIVIA .......4...........12 2............... Cadena productiva que parten de etileno:...................................... Procesos de producción de etileno..............7 1......3...19 UDABOL Página 2 ......................................................... Propiedades de las físicas de los polietileno....................................6..................3.............................................................PLANTAS DE ETILENO Y POLIETILENO INDICE 1............................... Tipos de polietilenos más producidos............................................ Tipos de Polietileno.............................. Equipos que forman parte de una planta de etileno.............13 2................................ Características de los procesos de producción del polietileno..........................................10 2.................. Productos final del etileno.14 2..................................................6 1...................................................4..................................2..........................1.....................12 2.........9 2..... Propiedades Químicas del polietileno............................... POLIETILENO................................................................... Propiedades físicas del polietileno................................14 2......5.......................8 1.........2..................................1.3 1.................. ETILENO..................................... El etileno pueden incluso agregarse a si mismos para producir polímeros tales como polietileno alta y baja densidad. el primer miembro de los alquenos. tales como el agua. El etileno no es más que un alcano que ha perdido dos átomos de hidrogeno produciendo como resultado un enlace doble entre dos carbonos.carbono. El proceso de obtención del etileno es el Cracking Térmico ( SteamCracking ). y el cloro para formar valiosos productos químicos. Estructura química del etileno Es uno de los productos químicos más importantes de la industria petroquímica. Es ligeramente soluble en agua y alcohol. ETILENO Etileno (eteno). UDABOL Página 3 .PLANTAS DE ETILENO Y POLIETILENO 1. el ácido clorhídrico. por acción térmica. Este proceso se basa en la ruptura de los enlaces hidrogeno. El etileno puede fácilmente reaccionar con reactivos de bajo costo. es un gas incoloro con un olor dulce. el oxígeno. UDABOL Página 4 .PLANTAS DE ETILENO Y POLIETILENO En los países donde existen yacimientos ricos en gas natural. el etano se usa como materia prima del proceso. La nafta es el compuesto más utilizada en las refinerías de Europa.99% volumen) Grado polímero (99. El etileno con grado de pureza de polímero es el que se usa para la producción de polímeros. UDABOL Página 5 . El etileno se vende en función a su grado de pureza: Grado química (~ 96 . El elevado porcentaje de pureza del etileno se debe a que el proceso de producción del polietileno es muy reactivo y para evitar la formación de subproductos es necesario que el etileno tenga dicho grado de pureza.9 % volumen). usan una fracción denominada nafta o gasolina ligeras.PLANTAS DE ETILENO Y POLIETILENO En países que no cuentan con yacimientos ricos en gas natural. UDABOL Cadena productiva que parten de etileno: Página 6 .PLANTAS DE ETILENO Y POLIETILENO 1.1. UDABOL Productos final del etileno Página 7 .PLANTAS DE ETILENO Y POLIETILENO 1.2. Procesos de producción de etileno Diagrama de una planta típica de producción de etileno.3. UDABOL Página 8 .PLANTAS DE ETILENO Y POLIETILENO 1. El gas craqueado se comprime hasta unos 40 kg/cm2 en sistema de compresión de 4 o 5 etapas. UDABOL Página 9 . Por la cola se separan los C4 y las fracciones más pesadas. en la que se separan por la cabeza los C3 y las fracciones más livianas. donde se realizan el craqueo térmico. Se usa como materia prima el etanol y naftas. La corriente de cabeza de la depropanizadora ingresa a la demetanizadora. Equipos que forman parte de una planta de etileno HORNO DE PIROLISIS (lado caliente): La primera sección de la planta de etileno son los hornos de pirolisis. se refieren a menudo como el " lado caliente " de la planta.4.400°. para evitar la polimerización de las olefinas. Generalmente a la salida de la tercera etapa el gas se lava con una solución de hidróxido sódico para eliminar el H2S y el CO2 que lleva consigo.PLANTAS DE ETILENO Y POLIETILENO 1. FRACCIONAMIENTO. con refrigeración intermedia. la corriente de fondo esta compuesta de gasolinas y fuel oil que suele quemarse como combustible en el horno COMPRESION. Al final de la última etapa el gas se seca mediante alúmina activada o tamices moleculares. de modo que su punto de roció sea inferior a -100 °C. TORRE DE ENFRIAMIENTO. El número de hornos de craqueo puede variar de planta a planta en función de la capacidad de producción de la planta. El gas seco se enfría y se introduce en la depropanizadora. El efluente del horno ingresa a la torre de enfriamiento para bajar su temperatura hasta 350° C . que también retienen el CO2 residual. Por otra parte no debe escapar etileno con el metano e hidrogeno. pero con gran complejidad por la cantidad de productos que abarca. desde el punto de vista de su estructura química. La separación de metano en esta columna debe ser lo más completa posible. POLIETILENO El polietileno o polieteno (abreviado PE) es. utilizándose como líquido refrigerante etileno de un circuito auxiliar. geomembranas.PLANTAS DE ETILENO Y POLIETILENO El condensador de la demetanizadora es el punto más frio del sistema. polimerización anionica.). Posee un excelente balance de propiedades físicas en estado sólido y una estabilidad química que combinado con su bajo coste y fácil procesabilidad ha originado que sea el material plástico de mayor producción mundial. pues todo el metano retenido en la corriente de fondo impurificara al etileno producto. Muchos tipos de polietileno son conocidos. etc. como por ejemplo: Polimerización por radicales libres. pero casi siempre presenta la formula química (C2H4)n. contenedores incluyendo botellas. Este polímero puede ser producido por diferentes reacciones de polimerización. 2. entre las poliolefinas. Su uso principal es el de embalajes (bolsas de plástico. el polímero más sencillo. El PE es generalmente una mezcla de compuestos orgánicos similares que difieren en el valor de “n”. láminas y películas de plástico. polimerización por UDABOL Página 10 . pero el polietileno ramificado es más barato y más fácil de fabricar. Cuando no hay ramificación.PLANTAS DE ETILENO Y POLIETILENO coordinación de iones o polimerización catiónica. Debido a que los catalizadores son altamente reactivos. El polietileno lineal es mucho más fuerte que el polietileno ramificado. o LDPE. que consiste en un par de grupos metilenos (CH2) conectadas por un enlace doble. tienen asociadas largas cadenas de polietileno. en lugar de tener hidrógenos unidos a ellos. Estructura química del polietileno puro Una molécula del polietileno no es nada más que una cadena larga de átomos de carbono. UDABOL Página 11 . Cada uno de estos mecanismos de reacción produce un tipo diferente de polietileno El polietileno se obtiene a partir del monómero etileno (nombre IUPAC: eteno). o HDPE. con dos átomos de hidrógeno unidos a cada átomo de carbono. o de baja densidad. Tiene la fórmula C2H4. Esto se llama polietileno ramificado. A veces algunos de los carbonos. el etileno debe ser de gran pureza. se llama polietileno lineal. La temperatura a la que esto ocurre varía fuertemente con el tipo de polietileno.2. También es resistente a los oxidantes suaves y agentes reductores. El polietileno se quema lentamente con una llama azul que tiene una punta de color amarillo y desprende un olor a parafina. Dependiendo de la cristalinidad y el peso molecular.1. 2. el punto de fusión está típicamente en el rango de 120 a 130°C (248 a 266°F). Para calidades comerciales comunes de polietileno de media y alta densidad. lo que significa que no es atacado por ácidos fuertes o bases fuertes. Propiedades físicas del polietileno El polietileno es un polímero termoplástico que consiste en largas cadenas de hidrocarburos. un punto de fusión y de transición vítrea puede o no ser observables.PLANTAS DE ETILENO Y POLIETILENO 2. El punto de fusión promedio polietileno de baja densidad comercial es típicamente 105 a 115°C (221 a 239°F). UDABOL Página 12 . Propiedades Químicas del polietileno La mayoría de los grados de polietilenos de baja. media y alta densidad tienen una excelente resistencia química. Polietileno de media densidad (MDPE). UDABOL Propiedades de las físicas de los polietileno Página 13 . Polietileno de baja densidad (LDPE). Polietileno de alto peso molecular (HMWPE). Polietileno de alta densidad reticulado (HDXLPE). Polietileno de ultra bajo peso molecular (ULMWPE o PE-WAX). Polietileno clorado (CPE).3. Polietileno reticulado (PEX o XLPE). Polietileno de muy baja densidad (VLDPE).4. Polietileno de baja densidad lineal (LLDPE). 2. Tipos de Polietileno Polietileno de ultra alto peso molecular (UHMWPE). Polietileno de alta densidad (HDPE).PLANTAS DE ETILENO Y POLIETILENO 2. (a) Polietileno de baja densidad. (b) Polietileno de alta densidad. UDABOL Página 14 .PLANTAS DE ETILENO Y POLIETILENO 2.5. Tipos de polietilenos más producidos Representación esquemática de diferentes tipos de polietileno. 200. con un número tales comoesbolsas de plástico y películas para significativo de ramas cortas.940 g/cm3. El LLDPE se utiliza en envases. 1-buteno.000 a 500. comúnmente realizados por copolimerización de etileno con alfa-olefinas de cadena corta (por ejemplo. El secrea define un intervalo por de densidad 0. El LDPE tiene un alto grado de ramificaciones en la cadena polimérica.910-0. lo que significa que las cadenas no se empaquetan muy bien en la estructura cristalina. El LLDPE LDPE se porpor polimerización radicalesde libres. Esto se traduce en una menor resistencia a la tracción y el aumento de ductilidad. con una mejor resistencia al agrietamiento. en comparación con el polietileno de baja densidad. 1-hexeno y 1-octeno) El LLDPE tiene mayor resistencia a la tracción que el LDPE. .000.915-0. UDABOL Página 15 Un menor espesor puede ser utilizado en comparación con el LDPE. El alto grado de ramificación con cadenas largas da al LDPE propiedades de flujo en El polietileno lineal se produce normalmente con pesos moleculares en el rango de fundido únicas y deseables. exhibe mayor resistencia al impacto y a la perforación que el LDPE. El LDPE se utiliza tanto para aplicaciones de envases rígidos y de películas de plástico El LLDPE un polímero sustancialmente linealenvolturas.PLANTAS DE ETILENO Y POLIETILENO Polietileno de baja densidad El LDPE se define por un intervalo de densidad de 0. las fuerzas de atracción intermoleculares son menos fuertes. Por lo tanto. Se pueden soplar menores de espesor (calibre) de films.925 g/cm3. pero puede ser mayor aún. en particular en films para las bolsas y láminas. pero no es tan fácil de procesar. PLANTAS DE ETILENO Y POLIETILENO El polietileno de baja densidad (LDPE) es producido por el proceso de polimerizaciones de radicales libres que se llevan a cabo bajo las condiciones más severas. Diagrama de flujo del proceso de producción del LPDE (John Wiley & Son. No se necesitan diluyentes (disolventes). La polimerizaciones por radicales libres se llevan a cabo en reactores tubulares. UDABOL Página 16 . por lo general se emplean temperaturas de 200 ° C y presiones de 1050 bar a 3200 bar. 2006). La polimerización produce en " solución " de polímero en exceso de monómero. El HDPE tiene un bajo grado de ramificación y por lo tanto fuertes fuerzas intermoleculares y resistencia a la tracción. La falta de ramificación se asegura por una elección apropiada de catalizador (por ejemplo.PLANTAS DE ETILENO Y POLIETILENO Polietileno de Alta densidad El HDPE está definido por una densidad mayor o igual a 0. El polietileno de alta densidad se utiliza en productos y envases. tales como jarras de leche. botellas de detergente. catalizadores de ZieglerNatta o catalizadores de metaloceno. envases de margarina.941 g/cm3. UDABOL Página 17 . Un tercio de todos los juguetes están fabricados en polietileno de alta densidad. catalizadores de cromo o catalizadores de Ziegler-Natta) y condiciones de reacción. contenedores de basura y tuberías de agua. El HDPE puede ser producido por catalizadores cromo/sílica. El proceso de solución tiene más ventajas que los procesos en suspensión. se producen en solución a temperaturas muy por encima del intervalo de fusión de polietileno.220 °C y a presiones de 35 bar a 350 bar. La comparación entre el proceso en solución y en fase gas con lleva a un estudio amplio del mismo.PLANTAS DE ETILENO Y POLIETILENO Proceso de producción de alta densidad El polietileno de alta densidad (HDPE) se puede obtener por los procesos de polimerización en suspensión. El proceso de polimerización en solución emplean como catalizadores el Ziegler-Natta El proceso en solución operan a 160 °C . siendo un proceso que nos permite tener un mejor control del peso molecular del polímero y con una menor formación productos no deseados. típicamente el polímero se disuelve en ciclohexano o hidrocarburos alifáticos. solución y fase gas. Bajo tales condiciones. UDABOL Página 18 . La polimerización es homogénea. Hay que tomar en cuenta que el proceso en fase gas es un proceso nuevo que recién se está empleando en la industria. PLANTAS DE ETILENO Y POLIETILENO Diagrama de flujo del proceso en solución para la producción de HDPE de DuPont-Canada (ahora Nova). UDABOL Características de los procesos de producción del polietileno Página 19 .6. 2.