Procesos petroquímicos-2018

Universidad de OrienteNúcleo de Anzoátegui Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas Departamento de Ingeniería Química PROCESOS PETROQUÍMICOS Realizado por: Ing Químico Arturo José Rodulfo Barreto, M. Sc. Puerto la Cruz, enero de 2018 TABLA DE CONTENIDO   TABLA DE CONTENIDO ................................................................................................................................... II  LISTA DE TABLAS ........................................................................................................................................... IV  LISTA DE FIGURAS .......................................................................................................................................... V  INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................................. VI  OBJETIVO GENERAL .................................................................................................................................................. VI  OBJETIVOS ESPECIFICOS ............................................................................................................................................. VI  TEMA 1.  PROCESAMIENTO DEL GAS NATURAL ............................................................................................ 1  1.1  EXPLOTACIÓN DEL PETRÓLEO ......................................................................................................................... 1  1.1.1  Estaciones de flujo y estaciones de descarga .................................................................................... 1  1.1.2  Centros operativos ............................................................................................................................. 3  1.2  MANEJO DEL GAS ........................................................................................................................................ 3  1.2.1  Composición típica del gas natural .................................................................................................... 3  1.2.2  Tratamiento del gas ........................................................................................................................... 4  1.2.3  Extracción de líquidos ........................................................................................................................ 4  1.2.4  Fraccionamiento de los líquidos del gas natural ................................................................................ 5  1.2.5  Terminología usada en el manejo del gas natural ............................................................................. 5  1.2.6  Usos de los líquidos del gas natural ................................................................................................... 5  1.2.7  Usos del gas natural .......................................................................................................................... 6  1.2.8  Solubilidad de gases en líquidos ........................................................................................................ 6  1.3  ALMACENAMIENTO DE GASES ........................................................................................................................ 7  TEMA 2.  LA INDUSTRIA PETROQUÍMICA EN VENEZUELA .............................................................................. 9  2.1  DEFINICIÓN DE LA PETROQUÍMICA .................................................................................................................. 9  2.2  LA PETROQUÍMICA EN VENEZUELA ................................................................................................................ 11  2.2.1  Evolución histórica de la petroquímica en Venezuela ...................................................................... 11  2.3  PEQUIVEN................................................................................................................................................ 12  TEMA 3.  GAS DE SÍNTESIS Y SUS DERIVADOS ............................................................................................. 15  3.1  AMONÍACO .............................................................................................................................................. 15  3.2  UREA ...................................................................................................................................................... 18  3.3  METANOL ................................................................................................................................................ 20  TEMA 4.  OLEFINAS .................................................................................................................................... 24  TEMA 5.  INDUSTRIAS INORGANICAS BASICAS ........................................................................................... 28  5.1  CLORO‐SODA ............................................................................................................................................ 28  5.2  ACIDO SULFÚRICO Y OLEUM ......................................................................................................................... 31  5.3  GRANULADOS NPK Y DAP ........................................................................................................................... 35  TEMA 6.  AROMATICOS .............................................................................................................................. 37  6.1  BTX ....................................................................................................................................................... 37  ii TEMA 7.  OXIGENADOS .............................................................................................................................. 41  7.1  MTBE .................................................................................................................................................... 41  7.1.1  Motor de cuatro tiempos ................................................................................................................. 43  7.1.2  Número de octanos.......................................................................................................................... 44  7.2  OXIDO DE ETILENO Y GLICOLES ..................................................................................................................... 46  TEMA 8.  PLÁSTICOS .................................................................................................................................. 50  8.1  MONÓMERO DE CLORURO DE VINILO (MCV) ................................................................................................. 50  8.2  PVC‐ (POLI) CLORURO DE VINILO .................................................................................................................. 53  8.2.1  Pasos para la polimerización del MCV por suspensión .................................................................... 54  8.3  OTROS PLÁSTICOS ELABORADOS EN EL TABLAZO .............................................................................................. 56  CONCLUSIONES ............................................................................................................................................ 57  BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................................................. 58  iii .......3 Características del complejo BTX .................25  Tabla 4.............................39  Tabla 6.............1 Principales empresas productoras de petroquímicos a nivel mundial...................................................................3 Propiedades del ácido sulfúrico ......3 Demanda del etileno a nivel mundial ........................................24  Tabla 4..........1 Acontecimientos en la producción de gasolinas en el país y a nivel mundial..................18  Tabla 3...2 Propiedades del etileno y propileno .................. ....................12  Tabla 3.........................42  Tabla 7...................................3  Tabla 1.....................................................50  Tabla 8..2 Complejos petroquímicos en Venezuela .........6 Propiedades del metanol ....3 Propiedades del oxido de etileno y glicoles ......................7 Demanda mundial de metanol en miles t/año..2 Propiedades del amoníaco anhidro .......................................46  Tabla 7...3 Usos de los líquidos del gas natural ................15  Tabla 3....29  Tabla 5.......................38  Tabla 6.......31  Tabla 5...4 Planta de oxido de etileno y glicoles en Venezuela .4 Plantas de ácido sulfúrico en Venezuela ....................12  Tabla 2............................................................1 Comparación entre la reformación de nafta y la reformación con vapor ....................41  Tabla 7..........1 Composición típica de algunos los gases producidos en Venezuela ....................2 Plantas de monómero de cloruro de vinilo en Venezuela ............................ en porcentaje molar ..........53  Tabla 8.........56  iv ............1 Propiedades del cloro...4 Plantas de PVC en Venezuela...............................8 Plantas de metanol en Venezuela ...................................................31  Tabla 5......35  Tabla 5............46  Tabla 8................................5 Empresas que producen otros polimeros en el Tablazo .............15  Tabla 3.....18  Tabla 3..... .................................................................................................................................5  Tabla 1.......................................54  Tabla 8........................20  Tabla 3..................................................... en porcentaje en peso..............35  Tabla 6........3 Plantas de amoníaco en Venezuela ....................................... NaOH y del HCl..........................5 Plantas de urea en Venezuela ..4 Propiedades de la urea .........................................................................3 Unidades de negocios de Pequiven y sitios de producción..............................................2 Planta de MTBE en Venezuela .......3 Denominación de los polímeros más usados .......................2 Siglas de uso común usadas en el procesamiento del gas natural ..16  Tabla 3..............5  Tabla 2...........2 Plantas del complejo BTX ..........26  Tabla 5.....28  Tabla 5........................................................................2 Planta de cloro-soda en Venezuela ..............................................................1 Rendimientos típicos..........................1 Propiedades del monómero de cloruro de vinilo ...................................................................................6 Otras plantas existentes en Morón ..25  Tabla 4.................................................................39  Tabla 7...................5 Planta de granulados NPK y DAP .... obtenidos del craqueo de distintas materias primas ............ LISTA DE TABLAS Tabla 1.....................................4 Plantas de olefinas en Venezuela.............................................................................................50  Tabla 8.................21  Tabla 4...1 Composición típica del gas de síntesis...9  Tabla 2.........................................21  Tabla 3.................................................................................................................... ................ ......................45  Figura 7...........44  Figura 7..............................................33  Figura 5..55  Figura 8................4 Diagrama de bloques para la producción de PVC por dispersión.6 Diagrama de flujo del proceso de producción de metanol ..5 Diagrama de flujo para la producción de acido sulfúrico y óleum ...........1 Diagrama de bloques para la producción de monómero de cloruro de vinilo ..30  Figura 5.....3 Diagrama de bloques para la producción de urea ............ ............1 Esquema general de procesamiento del crudo y del gas .....22  Figura 3.................12  Figura 3.6 Diagrama de bloques para la produccion de los granulados NPK y DAP .................18  Figura 3..............................4 Conversión en cada uno de los lechos del convertidor de SO2 a SO3 ...3 Motor de cuatro tiempos ........7  Figura 2...........29  Figura 5................43  Figura 7.................51  Figura 8...............7 Diagrama de flujo de proceso para la producción de oxido de etileno y glicoles ........3 Diagrama de bloques para la producción de PVC por suspensión..................................2 Diagrama de flujo del proceso de producción de olefinas ......1 Productos petroquímicos y sus materias primas....................................... ...........................................................................2 Diagrama de flujo de proceso para la producción de MCV ......48  Figura 7.............................34  Figura 5...........40  Figura 7...................56  v .39  Figura 6......17  Figura 3...................................2  Figura 1........1 Diagrama de bloques del proceso de producción de amoníaco............................6 Diagrama de bloques para la producción de oxido de etileno y glicoles ....52  Figura 8.......1 Diagrama de bloques para la producción de cloro-soda.........27  Figura 5......2 Mapa de almacenamiento de gases..........19  Figura 3....................................................................................................1 Diagrama de bloques de Superoctanos ...1 Diagrama de bloques para la producción de los BTX ............................4 Diagrama de flujo de proceso para la producción de MTBE...........36  Figura 6......... ............47  Figura 7....23  Figura 4........10  Figura 2......1 Diagrama de bloques para la producción de etileno y propileno .......................................................49  Figura 8..26  Figura 4.43  Figura 7...2 Diagrama de flujo del proceso de producción de amoníaco...2 Diagrama de flujo para la producción de cloro y soda......................................16  Figura 3.2 Diagrama de flujo para la producción de los BTX ........................2 Evolución histórica de la industria petroquímica en Venezuela .............................5 Diagrama de bloques para la producción de metanol .............. LISTA DE FIGURAS Figura 1............................................................5 Usos del oxido de etileno ..................................3 Diagrama de bloques para la producción de azufre ...... .......................................................4 Diagrama de flujo del proceso de producción de urea......................................2 Diagrama de bloques para la produccion de oxigenados en una refineria de petroleo ............. .....32  Figura 5............ ..................... 6. Después se analiza la manera de cómo líquidos.. 4. 3. y especialmente gases son almacenados. Visto las dos primeras introducciones se presentan como temas de estudio cada uno de los principales productos petroquímicos producidos en el país. la ubicación de los complejos petroquímicos en Venezuela y Pequiven como ente rector en esta materia. su producción anual. Relacionar la actividad de procesamiento de petróleo y gas con el suministro de materia prima a la industria petroquímica. esta vez referida a la definición de los productos petroquímicos. 2. Diferenciar la industria petroquímica de la actividad petrolera y la de gas. Presentar los procesos de conversión propios de la industria petroquímica. Primeramente se presentará una breve introducción de la explotación del petróleo y del procesamiento del gas asociado. OBJETIVO GENERAL Discutir la situación de la industria petroquímica nacional y los procesos básicos que en ella ocurren OBJETIVOS ESPECIFICOS 1. Seguidamente se muestra un diagrama de bloques y un diagrama de flujo simplificado del proceso de producción el cual es discutido con mayor detalle durante las clases. la ubicación del sitio de producción. INTRODUCCIÓN La asignatura Procesos Petroquímicos es una electiva correspondiente al 8vo semestre del pensum de la carrera de Ingeniería Química de la Universidad de Oriente que persigue dar al estudiante una amplia visión del negocio petroquímico en Venezuela. 5. Después de la mencionada introducción se presentará otra introducción. Señalar los peligros asociados a la producción y manipulación de los productos petroquímicos vi . pretende minimizar la toma de apuntes durante la clase y por lo tanto permitir al profesor y al estudiante avanzar rápidamente en la búsqueda y transmisión de conocimientos en esta larga asignatura. Cada tema se inicia con las características principales del producto. Reconocer a la industria petroquímica nacional como creador de valor agregado. Este material ofrecido como guía de apoyo al estudiante. el licenciante de la tecnología y el año de inauguración de la planta. Esto familiarizará al estudiante con la terminología empleada actualmente en el manejo del gas. Ubicar los grandes desarrollos petroquímicos en la geografía del país. debido a que muchos procesos petroquímicos utilizan el gas natural como materia prima. mientras que aquellos que ya tienen más tiempo produciendo van perdiendo presión.200 psig. caliente y normalmente acompañada de pequeñas cantidades de petróleo. Como vivimos en un país petrolero.1 EXPLOTACIÓN DEL PETRÓLEO El petróleo yace en el subsuelo de unos pocos países en el mundo que lo producen para exportarlo hacia el resto los países que no lo poseen o no lo producen en suficiente cantidad para abastecer su demanda interna. En la figura siguiente se muestra el esquema de una estación de descarga. Acompañando al petróleo suele encontrarse también agua. 1. puesto que cuentan con facilidades para la deshidratación del crudo. La separación del gas del petróleo ocurre en unos equipos llamados tradicionalmente “separadores de producción” y operan a unas presiones que típicamente son 60. agua y gas. Se pretende en este tema poner orden y una secuencia lógica a los retazos de conocimientos que vienen acumulándose desde su temprano inicio en la escuela primaria. Las estaciones de descarga son instalaciones más grandes que las estaciones de flujo. Al iniciarse la explotación del petróleo. 1 . De allí el crudo es enviado hacia las refinerías y terminales de embarque. 1. por lo que el fluido que alcanza la superficie es una mezcla compuesta de petróleo.1 Estaciones de flujo y estaciones de descarga Una vez que el petróleo está en la superficie se dirige por tuberías a instalaciones para la separación del gas llamadas estaciones de flujo. 450 y 1.1. donde convergen la producción de otras estaciones de descarga. con altos contenidos de sales disuelta. y entonces se los agrupan en los ya mencionados rangos de presión. integrada al manejo global del crudo y del gas. lo que se hace es reinyectarla en pozos agotados o pozos perforados intencionalmente para recibir esta carga de agua. Una vez que el crudo ha sido desgasificado y deshidratado se almacena en tanques para su posterior bombeo hacia los patios de tanques. TEMA 1. la producción del petróleo es un tópico prácticamente de conocimiento obligatorio dentro de la comunidad de los ingenieros químicos. PROCESAMIENTO DEL GAS NATURAL En Venezuela la casi totalidad del gas producido viene asociado a la producción del petróleo. El agua separada del crudo es un agua salobre. normalmente este sube hacia la superficie de manera espontánea debido a que en muchos yacimientos el petróleo se encuentra junto con una capa de gas que le suministra suficiente presión para alcanzar la superficie sin ninguna ayuda. por lo que su disposición plantea serios problemas ambientales. o hacia estaciones de descarga que además de separar el gas también separan el agua del crudo. La razón de ello es que aquellos pozos nuevos (recién perforados) fluyen con alta presión. Tema 1: Procesamiento del gas natural Figura 1.1 Esquema general de procesamiento del crudo y del gas 2 Tema 1: Procesamiento del gas natural 1.1.2 Centros operativos Los centros operativos son instalaciones integradas para el manejo de gas y del petróleo. Dentro de este concepto, suele manejarse el nombre de, facilidad de procesamiento central, o CPF por sus siglas en ingles. El gas separado en las estaciones de flujo puede ser quemado si la estación se ubica en un área remota tal que no sea viable económicamente un tendido extenso de tuberías de gas para recolectar el poco gas producido. Por otro lado el gas separado en las estaciones de descarga es generalmente recuperado y canalizado hacia unas unidades compresoras que elevan su presión, desde la presión de separación a la que ha ocurrido la separación del crudo, hasta unos 1.200 psig. Si este proceso de separación y compresión de gas se halla integrado en una sola planta, entonces esta instalación se conoce como centro operativo (o CPF). Si se encuentran físicamente separados, entonces la parte correspondiente al manejo de gas se conoce con el nombre de planta compresora, 1.2 MANEJO DEL GAS El gas separado del petróleo a distintas presiones es comprimido a 1.200 psig con el propósito de facilitar su transmisión y mejorar la efectividad de los procesos de tratamiento y extracción. 1.2.1 Composición típica del gas natural El gas extraído de los yacimientos es una mezcla de hidrocarburos de la serie parafínica (alcanos), compuesto principalmente por metano y en concentraciones decrecientes de etano, propano, butanos, pentanos hexano y compuestos más pesados que el heptano (conocidos como C7+). Además el gas viene acompañado de una serie de contaminantes que son el CO2, el H2S y el agua. En la tabla siguiente se muestra una composición típica del gas asociado al crudo. Tabla 1.1 Composición típica de algunos los gases producidos en Venezuela (Corpoven, Gerencia General de Gas, 1989) Occidente Guárico Oriente Componente Oriente libre Costa afuera asociado asociado asociado Metano 73,1 90,6 76,9 75,1 90,5 Etano 11,0 2,5 5,8 8,0 5,0 Propano 6,0 1,1 2,5 4,6 2,2 i-Butano 1,1 0,4 0,5 0,9 0,4 n-Butano 1,9 0,2 0,6 1,1 0,7 i-Pentano 0,6 0,3 0,3 0,3 0,3 n-Pentano 0,5 0,2 0,2 0,3 0,2 Hexano 0,5 0,3 0,2 0,2 0,2 C7 + 0,4 0,3 0,2 0,2 0,2 CO2 4,4 4,0 12,5 9,0 0,2 N2 0,5 0,0 0,1 0,1 0,1 3 Tema 1: Procesamiento del gas natural 1.2.2 Tratamiento del gas Al gas le deben ser removidos el CO2, H2S y agua, ya que estos compuestos cuando están juntos, provocan graves daños a las tuberías y equipos por efecto de la corrosión. A este proceso de remoción de los contaminantes se le conoce como tratamiento del gas. El tratamiento del gas se inicia con el endulzamiento, palabra usada para definir la remoción de buena parte del H2S y del CO2 que junto con el agua son los causantes de la formación de ácidos que promueven la corrosión acelerada de los aceros empleados en la transmisión y equipos de procesamiento del gas. Este endulzamiento se realiza poniendo en contacto al gas con una solución acuosa de aminas (~ 50 % peso), las cuales absorben y reaccionan químicamente con el H2S y el CO2, dejando al gas con bajo contenido de los mismos. La solución de amina cargada con el CO2 y el H2S (conocida como amina rica, rica en esos compuestos) pasa luego a un proceso de regeneración llevado a cabo a baja presión y alta temperatura que revierte la amina a su estado original. Entre las aminas más usadas está la metil-di-etanol-amina (MDEA) y la di-glicol-amina (DGA). Seguido al endulzamiento viene la deshidratación del gas la cual se hace poniendo al gas en contacto con un líquido absorbente perteneciente a la familia de los glicoles. El glicol que más se usa es el trietilenglicol, abreviado como TEG. Este glicol rico (rico en humedad) es regenerado a baja presión y alta temperatura, alcanzando una pureza de un 99% en peso y regresado de nuevo a la contactora para seguir absorbiendo humedad del gas en un ciclo cerrado. Es muy importante saber que primero debe realizarse el endulzamiento y después la deshidratación, ya que si fuera al revés, entonces el gas se volvería a hidratar durante el endulzamiento. 1.2.3 Extracción de líquidos La extracción de líquidos no solo consiste en separar aquellos hidrocarburos líquidos que acompañan al gas, sino en separar también aquellos compuestos más pesados que el propano (en la mayoría de los veces), aunque el etano también puede ser objeto de recuperación. Hay varias maneras de lograr esta separación:  por absorción con líquidos que absorben preferencialmente estas compuestos pesados, dejando libre a los livianos.  por enfriamiento, condensando estos compuestos pesados, dejando en fase gas a los livianos. El enfriamiento es más efectivo que la absorción en la extracción de los líquidos. Estos líquidos son conocidos como “líquidos del gas natural” o LGN por sus siglas en español. Con el enfriamiento se puede alcanzar una extracción del 97% (GPSA, 1998) del propano y más pesados. A este grado de separación se le conoce como extracción profunda y requiere un esquema de refrigeración mecánica seguida de un enfriamiento posterior mediante una turboexpansión. A la corriente gaseosa que queda después de extraérsele los líquidos se le conoce como “gas natural”. También se le conoce con los nombre de “gas a ventas” o de “gas residual” 4 C4 y C5+ (Natural Gas Liquid) (Líquidos del Gas Natural) LPG GLP C3 y C4 (Liquified Petroleum Gas) (Gas Licuado del Petróleo) LNG GNL C1 (Liquified Natural Gas) (Gas Natural Licuado) CNG GNV C1 y C2 (Compressed Natural Gas) (Gas Natural Vehicular) Indica la riqueza GPM GPM de LGN en el gas (Gallons per Thousand Cubic Foot) (Galones por mil pies cúbicos) (C3+) 1. De esta manera se obtienen típicamente una corriente de propano. Solvente. Tema 1: Procesamiento del gas natural 1. otra de pentanos y una de gasolina natural.2.4 Fraccionamiento de los líquidos del gas natural Los líquidos del gas natural son fraccionados (destilados) para obtener corrientes casi puras de los componentes que lo integran.3 Usos de los líquidos del gas natural Compuesto Usos Propano Como gas combustible en las bombonas de cocina (GLP). C3. Como puede verse no existe coincidencia entre las siglas en español y las de inglés.5 Terminología usada en el manejo del gas natural A continuación se muestra una tabla donde se resumen las siglas usadas en el manejo del gas natural. Tabla 1. Exportación Gasolina Se añaden a la gasolina automotor (bajo octanaje). natural Exportación. una de isobutano. 5 . Exportación Materia prima para obtención de MTBE. Exportación. Tabla 1. Materia prima para obtención I-butano de alquilatos. Se incluye también las siglas en inglés ya que frecuentemente tienden a confundirse con las usadas en español. es decir hexanos y más pesados.6 Usos de los líquidos del gas natural En la tabla siguiente se muestran los usos de las corrientes obtenidas en el fraccionamiento de los líquidos del gas natural. Pentanos Se añaden a la gasolina automotor (alto RVP). Exportación n-butano Materia prima para obtención de MTBE. una de n-butano. En esta última se concentran todos los C6+. 1.2.2 Siglas de uso común usadas en el procesamiento del gas natural Componentes Término en ingles Término en español presentes NGL LGN C2.2. fabricas de cemento. En cada inhalación. Esta infraestructura. Esta sustancia es un compuesto organometálico a base de hierro. especialmente en la industria siderúrgica y en las plantas de mejoramiento de crudo. También se emplea como gas combustible en las refinerías. Un comentario final. Venezuela ha estado manejando diversos proyectos para ingresar en este negocio. a una presión muy baja en comparación a los estándares usados cuando se quiere realizar un proceso de absorción. dependiendo del gas y del tipo de líquido. Otra evidencia que soporta la absorción de los gases en líquidos es el proceso de respiración de los animales. Las condiciones inversas. champaña o vino espumante. alta temperatura y baja presión.2. que se oxida fácilmente al contacto con el oxigeno del aire. favorecen la desorción del gas que esta disuelto en un líquido. la hemoglobina. Si usted no tiene idea de la magnitud de los valores de presión en psig.7 Usos del gas natural Para lo que más se emplea el gas natural es para reinyectarlo nuevamente a los yacimientos y con ello lograr recuperar más petróleo. Tema 1: Procesamiento del gas natural 1. Es por razón que la absorción tiene que ser asistida con un compuesto que aumente la absorción del oxigeno en la sangre.2. 6 . tornado la sangre en un color rojo oscuro. compare con la presión de inflado de un neumático de un carro: 30 psig.071 psig. si bien no tan grande como la del manejo de petróleo. el oxigeno del aire es absorbido por la sangre a nivel de los alveolos pulmonares. Todos hemos presenciado la formación espontanea de burbujas (de CO2) en una bebida carbonatada (refrescos) o en una cerveza. Además de gas combustible es materia prima en diversos procesos petroquímicos y se utiliza también como materia prima en la producción de grandes cantidades de hidrógeno. de manos de las grandes compañías petroleras. Por último el gas natural es usado como combustible automotor (GNV) y para generación de electricidad. Pero como la respiración se da a presión atmosférica. 1. es el helio.8 Solubilidad de gases en líquidos Todos los gases son solubles en los líquidos. y en todas aquellas industrias que demanden una alta necesidad de calentamiento. pero todavía no se ha concretado ninguno. El fenómeno de la absorción de un gas en un líquido. industria siderúrgica y de aluminio. una presión muy alta que no pudiera ser soportada por una lata de refresco o una botella de vidrio. no debe entenderse como que el gas se ha licuado y se encuentra mezclado con el líquido. Ya las grandes compañías petroleras han desarrollado una enorme infraestructura para el manejo del gas natural. insuficiente para satisfacer la demanda de las células. Por ejemplo el gas que menos se absorbe en cualquier líquido. basta con recordar que la presión a la cual el CO2 se licua a la temperatura ambiente es de 1. crece sostenidamente a nivel mundial. el cual se transporta desde los países productores en forma líquida (GNL) y es regasificado en los sitios de destino. Este CO2 se haya disuelto en el liquido y para demostrar que no se halla en estado liquido. esto es. algunos con más facilidad de absorberse que otros. La absorción de un gas en un líquido se ve favorecida por alta presión y baja temperatura. complejos petroquímicos. es que el gas natural se ha venido convirtiendo progresivamente en el sustituto energético del petróleo. la cantidad de oxigeno que pudiera ser absorbida por la sangre es baja. 000 bbl Figura 1.500 m3 (22. Tema 1: Procesamiento del gas natural 1. Hay sustancias que no pueden ser licuadas a temperatura ambiente y por lo tanto hay que enfriarlas Este hecho es por muchos conocidos. 3. La propiedad responsable de este comportamiento entre las dos sustancias es la temperatura crítica.7 ºC para entonces poder ser licuado.2 Mapa de almacenamiento de gases. ya que cuando se requiere almacenar grandes cantidades de gas. ya que necesita ser enfriado por debajo de -140. Sin embargo esto no siempre es así. 7 . 500.3 ALMACENAMIENTO DE GASES Se suele pensar que el almacenamiento de gases es siempre realizado a una presión por encima de la atmosférica dentro de un recipiente lo suficientemente robusto para soportar la presión requerida. Sin embargo el aire no puede ser licuado a temperatura ambiente. Los vapores a diferencia de los gases pueden ser licuados tanto aumentando su presión como disminuyendo su temperatura. Aquellas sustancias que tienen una temperatura crítica por encima de la temperatura ambiente se definen como vapores y pueden licuarse a temperatura ambiente solamente incrementando su presión. o usando una combinación de ambas condiciones.000 bbl) Temperatura ambiente Capacidad Max. Max. Por ejemplo el propano puede ser licuado a temperatura ambiente si se comprime a unos 120 psig.6 ºC y la del aire es -140. Sabiendo ahora que la temperatura crítica del propano es 96. es decir hay que licuarlos previo a su almacenamiento y se almacenan como líquidos.7 ºC. resulta más económico almacenar los gases en forma de líquidos. no importa la presión alcanzada. se entiende porque el propano si puede ser licuado a temperatura ambiente (porque su temperatura crítica se halla por encima de la temperatura ambiente) y el aire no puede ser licuado a temperatura ambiente. pero la razón detrás de ese enfriamiento tal vez no sea tan bien comprendida. Por el contrario aquellas sustancias cuya temperatura crítica está por debajo de la temperatura ambiente se conocen como gases y no pueden ser licuadas a menos que se baje la temperatura por debajo de su temperatura crítica. En la figura siguiente se muestra un resumen de las tendencias en cuanto a cantidad de inventario a almacenar y la temperatura de almacenamiento requerida.  Si no es posible licuar un gas. necesitan ser enfriados para licuarlos.  Aquellos recintos usados para almacenar gases o vapores por encima de la presión atmosférica se conocen como recipientes presurizados.  Todos los tanques (incluidos los refrigerados) operan a presión ligeramente por encima de la atmosférica.  Si se quiere almacenar grandes cantidades.  Los gases a diferencia de los vapores. entonces hay que almacenarlo a alta presión. Tema 1: Procesamiento del gas natural Resumiendo:  Una sustancia ocupa mucho menos espacio cuando se halla en fase líquida que cuando se halla en forma de gas.  Siempre que se pueda. los gases se almacenan como líquidos. tanto en forma presurizada a temperatura ambiente o en forma refrigerada a presión atmosférica.  Los vapores siempre se almacenan como líquidos. 8 . entonces hay almacenarlos en tanques. Si bien la inmensa variedad de productos petroquímicos se pueden englobar dentro de las tres definiciones anteriores.1 Definición de la petroquímica Antes de entrar de lleno en el tema. hay algunos que son considerados pertenecientes a la industria petroquímica. En la figura 2. que es difícil encontrar una definición precisa que abarque a todos los productos petroquímicos. y que no tienen que ver directamente con el gas natural o el petróleo. empresas con plantas y subsidiarias alrededor del mundo se muestran en la tabla siguiente Tabla 2.1 Principales empresas productoras de petroquímicos a nivel mundial. HCl. Debe señalarse que la gama de productos petroquímicos es mucha más extensa que lo mostrado en el diagrama. LA INDUSTRIA PETROQUÍMICA EN VENEZUELA 2.1 se muestra un diagrama donde figuran las principales materias primas usadas en la industria petroquímica. NaOH. A continuación tres definiciones encontradas:  En sentido estricto. Los gigantes petroquímicos. existiendo una demanda creciente a nivel mundial que es satisfecha en su mayor parte por empresas de talla mundial. (Grolier Electronic Publishing. de líquidos del gas natural o productos derivados de la destilación del crudo o de su craqueo. (Enciplopaedia Britannica. por ejemplo: cloro. es conveniente introducir y discutir el alcance de lo que significa la palabra petroquímica. BASF (Alemania) Dow Chemical (USA) Reliance (India) Saudi Basic Industries Formosa Plastics Chevron Phillips Chemicals Corporation (Arabia Saudí) Corporation (Taiwan) (USA) Exxon Mobil Chemicals Sumitomo Chemical PetroChina (China) (USA) (Japón) Lyondell Basell Industries Bayer Material Science MItsubishi Chemicals (Holanda) (Alemania) (Japón) INEOS (Reino Unido) Sinopec (China) Evonik (Alemania) DuPont (USA) Shell Chemicals (Holanda) Solvay (Belgica) 9 . H3PO4 y H2SO4. Inc. Con lo anterior se quiere advertir. TEMA 2. cualquiera de una clase extensa de productos químicos (que no sea un combustible) derivado del petróleo y gas natural. 1993)  Dícese de la industria que utiliza el petróleo y el gas natural como materias primas para la obtención de productos químicos. 2006)  Los productos petroquímicos son químicos producidos a partir del gas natural. (DRAE) Puede notarse que todas las definiciones se enfocan en definir a los petroquímicos como «productos químicos» y además enfatizan las sustancias precursoras usadas para su obtención: gas natural y derivados del petróleo. y algunos de los productos petroquímicos más relevantes. 1 Productos petroquímicos y sus materias primas. para no enredar el esquema. que a su vez es materia prima en la elaboración de cumeno. 10 . Tema 2: La industria petroquímica en Venezuela Alta densidad Resinas de polietileno Materias primas Baja densidad Éteres de glicol Óxido de etileno Glicoles Etileno Amínas n-butanol Etanol Acetaldehído Anhídrido acético Ácido acético Etilbenceno Estireno Poliestireno Dicloruro de etileno (poli) cloruro de vinilo Gas natural Tetrámero de propileno Dodecilbenceno Isopreno Acetona Bisfenol-A Isopropanol Propenil alcohol Propileno Acrilonitrilo (poli) acrilonitrilo Polipropileno Granulados NPK Urea-formaldehído Cumeno Urea Poliuretanos Gas de sintesis Amoníaco Sulfato de amonio Metanol Cianuro de hidrógeno Hidrógeno Caprolactama H2O2 o-xileno Formaldehído Petróleo Anhídrido ftálico m-xileno MTBE Nafta Acido isoftálico p-xileno Dimetil tereftalato Acido tereftálico Tolueno Metil metacrilato Benceno Ciclohexano Gases ácidos Azufre Ácido sulfúrico Acido fosfórico Cloro Sal (NaCl) Hidróxido de sodio Ácido clorhídrico Figura 2. dodecil- benceno y etilbenceno. Es importante señalar que no fueron indicadas todas las conexiones que hay entre los productos. por ejemplo el benceno es un producto petroquímico. Transferencia de Pequiven a PDVSA 1983. 1er saldo positivo de la empresa 1991. Creación de PDVSA 1ero de diciembre de 1977. Tema 2: La industria petroquímica en Venezuela 2. Construcción de plantas de amoniaco y urea en Moron 1969.2 LA PETROQUÍMICA EN VENEZUELA Venezuela obtuvo la mayor parte de sus recursos económicos. entonces otras oportunidades de desarrollo ya no lucen tan atractivas y siempre están a la sombra del negocio petrolero. Ejemplo de esto última afirmación son las industrias del gas y la petroquímica. Petroquímica Nacional 29 junio de 1956. Apareció el petróleo en los años 20 del siglo pasado y comenzó una transformación sostenida de nuestra economía. (Chavez. 1995): 1953. convirtiéndonos en un país exportador de petróleo. que nos hizo paulatinamente olvidar las fuentes de lo que había sido nuestro sustento por más de 200 años. tendemos a creer que el resto de las naciones también tienen petróleo.2. generando el mayor intercambio comercial a nivel mundial.1 Evolución histórica de la petroquímica en Venezuela A continuación se muestra un conjunto de hitos que marcan el desarrollo de la industria petroquímica en Venezuela (PDVSA. Como el petróleo es un tremendo negocio. Inicio de construcción de El Tablazo 1ero de enero de 1976. Los que vivimos en Venezuela. Creación de Pequiven 41 años de Pequiven Marzo de 1978. Inauguración Complejo Petroquímico José Antonio Anzoátegui 2018 11 . pero esa no es la realidad. 2. Construcción de planta de fertilizantes compuestos en Moron 62 años de petroquímica en Venezuela 30 años dando pérdidas 1967-1970. Existen solo unos pocos países en el mundo que producen y exportan el petróleo hacia el resto de los otros países que no lo poseen. Nacionalización del petróleo. desde la época de la colonia y hasta la mitad del siglo XX. Se dice que hay dos buenos negocios en el mundo: una compañía petrolera bien administrada y una compañía petrolera mal administrada. 2001). Instituto Venezolano de Petroquímica (IVP) 21 años llamándose IVP 1964. gracias a las faenas en la agricultura y la cría de ganados. 2 Evolución histórica de la industria petroquímica en Venezuela 2. Edo.3 Pequiven Es una filial de Petróleos de Venezuela. La empresa participa en todas las áreas de negocio. contando con tres grandes complejos petroquímicos: Tabla 2. Edo Anzoátegui Pequiven también tiene instalaciones para la producción de aromáticos en la Refinería El Palito (cerca del complejo Morón). producto) Sitio Accionistas % part. y 140 de propileno) Tablazo Pequiven 28 Int. desde la búsqueda y desarrollo de materia prima. Pequiven produce y comercializa más de 40 productos para el mercado domestico e internacional. Olefinas 1 El Pequiven 100 (170 de etileno. Tema 2: La industria petroquímica en Venezuela Figura 2. hasta la colocación de productos y servicios de alta calidad a sus clientes. 260 Bank Tablazo de EDC y 130 de MCV) Bayerische Vereinsbank 14 Int.5 (70 de poliestireno) Tablazo Grupo Zuliano 37. Tabla 2. participar en el desarrollo de oportunidades de inversión y desarrollar y operar aquellos proyectos considerados estratégicos. que produce y mercadea resinas de (poli) cloruro de vinilo y Fosfaven. estado Falcón. 135 de NaOH.5 12 . Edo. Carabobo Jose (Gral. responsable de la explotación de roca fosfática en Riecíto. cuya misión es promocionar iniciativas en el área petroquímica.3 Unidades de negocios de Pequiven y sitios de producción UNIDAD DE NEGOCIOS DE OLEFINAS Y PLÁSTICOS Planta ( Mt/año. Equity Investment 32 Olefinas 2 -Olefinas del Zulia El PDE 12 (350 de etileno y 150 de propileno) Tablazo Dresdner Bank Luxemburg 15 Swiss Bank 13 Pequiven 28 Cloro Vinilos del Zulia Deutsch Sudamerikanisch El 16 (120 de cloro. Zulia Morón Morón. Div. José Antonio Anzoátegui) Jose. También cuenta con dos empresas filiales: Petroplas. Equity Investment 12 PVC 1 El Petroplas (Pequiven) 100 (40 + 7 de (Poli)cloruro de vinilo) Tablazo PVC 2 El Petroplas (Pequiven) 100 (120 (Poli)cloruro de vinilo) Tablazo Estizulia El Pequiven 37.2 Complejos petroquímicos en Venezuela Complejo Petroquímico Ubicación El Tablazo (Ana María Campos) El Tablazo. 65 Industrias Carrimari 9. Amoníaco (200) Morón Pequiven 100 Urea (250) Morón Pequiven 100 Sulfato de amonio (80) Morón Pequiven 100 Ácido fosfórico (80) Morón Pequiven 100 Granulados NPK (320) Morón Pequiven 100 Ácido sulfúrico y óleum (462.100 de (futuro) Braskem (Brasil) 50 polietilenos y 450 de polipropileno) El Petroplas 33.7 Produsal Los Pequiven 30 (800 de sal) Olivitos Cargill 70 Olefinas Pequiven 50 Jose (1.1 Polinter Grupo Zuliano 20.33 Indesca Tablazo y Estizulia 33.6 densidad) Cetic 1 Pequiven 49.300 de etileno. Tema 2: La industria petroquímica en Venezuela Dow Chemical 25. producto) Sitio Accionistas % part.65 Química Venoco Industrias Venoco 55.5 Propilven El Promotora Venoco 17.0 (220 de polietileno lineal de alta y El Sofilago 13.200 de amoníaco y 1.33 (Investigación y desarrollo) PLC Polinter 33.0 Tabla 2.460 de Jose Snamprogetti 20 urea) Polar 10 13 .0 Grupo Zuliano 17.6 convencional de alta y baja Mitsui Petrochemical 1. 46) Morón Pequiven 100 Pequiven 35 Fertinitro Koch Nitrogen 35 (1.5 (84 de polipropileno) Tablazo Mitsui Petrochemical 15.0 Otros 1.33 UNIDAD DE NEGOCIOS DE FERTILIZANTES Planta ( Mt/año. 1. Pequiven 46.7 baja densidad y polietileno Tablazo IPHL 17.3. Unidades de negocios de Pequiven y sitios de producción (continuación) UNIDAD DE NEGOCIOS DE OLEFINAS Y PLÁSTICOS Planta ( Mt/año. producto) Sitio Accionistas % part.0 Pequiven 17.0 Guacara (70 de Alquilbencenos) Shell Química de Venezuela 17. 20 de sulfato de Ecopetrol 13.0 Pralca Corimon 14. producto) Sitio Accionistas % part.27 de oxido de etileno y 73.0 Pequiven 34. producto) Sitio Accionistas % part. Financiera Mercantil 2 Pequiven 35.75 Metor Mitsubishi Gas Chemical 22.0 Mercado Nacional de Capitales 4. 30 de IFI 33.0 Mercado Nacional de Capitales 3.5 (Edo. Pequiven 33.2 Mitsubishi Corporation 22. Zulia) de glicoles) IFC 10.0 14 .0 Pequiven 49.3.75 Jose (750 +850 de metanol) Polar 10.44 Monómeros Colombo Venezolanos Petroplas 13. El Pequiven 100 (120 de BTX) Palito Tripoliven Pequiven 50 Morón (10 de tripolifosfátos) Atochem 50 Pequiven 49 Superoctanos Jose Ecofuel 49 (500 de MTBE) Soc. Unidades de negocios de Pequiven y sitios de producción (continuación) UNIDAD DE NEGOCIOS DE FERTILIZANTES Planta ( Mt/año.79 sodio y 40 de fosfato tricálcico DSM 5.44 (Colombia) caprolactama.54 UNIDAD DE NEGOCIOS DE PRODUCTOS INDUSTRIALES Planta (Mt/año.5 Santa Rita (6.0 IFC 5.79 Barranquilla (400 de fertilizantes.5 (690 de metanol) Socios financieros 31. Aromáticos Ref.26 Olin Corporation 23. Tema 2: La industria petroquímica en Venezuela Tabla 2.5 Supermetanol Jose Ecofuel 34. °C -33. °C 133. se muestra en la tabla a continuación: Tabla 3. El resto se exporta.425 almacenamiento de 27 °C A nivel mundial un 80 % del amoníaco es destinado a la producción de fertilizantes (urea.030 kPa (~150 Temperatura crítica. correspondiente a una temperatura de Presión crítica. granulados NPK y DAP).03 El amoníaco puede almacenarse tanto en Punto de ebullición. 2007) Fuente H2 CO CO2 CH4 C2 + Gas natural 73 16 7 4 0 Nafta 67 19 11 3 0 Carbón 43 12 32 11.1 Composición típica del gas de síntesis. es un gas a condiciones normales. La reacción requiere una gran cantidad de calor. TEMA 3. cuando es obtenido a partir de varias fuentes. 3.7 -33 °C. como en recipientes presurizados a una presión mínima de ~1. Tabla 3. GAS DE SÍNTESIS Y SUS DERIVADOS El gas de síntesis es una mezcla compuesta de hidrogeno. En la tabla 3.5 1. kPa 11. en porcentaje molar (Ullmann's. el componente de mayor concentración. °C -77. También es usado como refrigerante.1 se muestra sus propiedades. El resto es usado para la producción de cianuro de hidrógeno (H-C≡N).0 psig). En la tabla 3. monóxido de carbono y dióxido de carbono.1) También se usa como gas reductor en las empresas siderúrgicas.2 Propiedades del amoníaco anhidro Peso molecular 17. La composición típica del gas de síntesis. en el que un hidrocarburo (o cualquiera sustancia conteniendo carbono).35 tanques refrigerados a una temperatura de Punto de congelación. sulfato de amonio. En Fertinitro. siendo el H2 por lejos. por lo que se lleva a cabo en hornos. más liviano que el aire y que posee un único y penetrante olor que puede detectarse a una concentración de 20 ppm. aproximadamente un 75% de la producción se destina a la fabricación de urea.3 se muestran los sitios de producción de NH3 en Venezuela 15 .000 ppm causa muerte por asfixia. Su nombre es debido a que es materia prima para la elaboración de otros compuestos principalmente amoniaco y metanol (ver figura 2. especialmente adaptados para esta labor llamados hornos de reformación. caprolactama (monómero para hacer Nylon 6) y ácido nítrico.5 El gas de síntesis se obtiene de un proceso llamado reformación con vapor (o steam reforming). acrilonitrilo (CH2=CH-C≡N). A partir de 5. se hace reaccionar a altas temperaturas con vapor de agua en presencia de un catalizador.1 Amoníaco El amoníaco. nitrato de amonio. 200.1 Diagrama de bloques del proceso de producción de amoníaco.000 1.000 Inauguración 1967 2001 Licenciante de la tecnología Snamprogetti Haldor Topsøe Costo de la planta.100 En la figura 3. Figura 3. 16 . Tema 3: Gas de síntesis y sus derivados Tabla 3.1 se muestra el diagrama de bloques para la producción de amoníaco y en la figura 3. MM$ ----.3 Plantas de amoníaco en Venezuela Morón Jose (Fertinitro) Producción. 1.2 se muestra un diagrama de flujo representativo de la producción de amoniaco. donde se pueden apreciar las condiciones de operación a las cuales se llevan a cabo los procesos más importantes. t/año 200. C4= 0.31% 460 320 °C 4 psig 2. Presión: 510 psig secundario Vapor Y H2= 5% Compresor de agua Cat: oxido de cobalto/oxido de molibdeno Aire (Desulfuración) 2do recipiente H2S + ZnO ==> ZnS + H2O Y H2S< 0. Composición típica: Proceso para la producción de amoníaco C1= 90 %. CO2: 9%. Procesos Petroquimicos . Presión: 250 psig gas de síntesis 430 °C conversión Catalizador: oxido de niquel de CO Y C1= 0.2 Diagrama de flujo del proceso de producción de amoníaco. Presión: 275 psig 185 °C Zona convectiva Composición del gas de salida (base seca): del reformador C1: 12%.860 (exotérmica) psig Temp: 300 / 320°C (in /out) 0 °C Figura 3. psig 500 495 220 °C contactora Cat: oxido de hierro oxido de cobre Y CO salida: 2. Departamento de Ingeniería Química.3 %.000 °C.900 CONVERSIÓN DE CO psig 440 195 °C 170 °C psig 118 °C psig CO + H2O ==> CO2 + H2 Gas de purga (exotérmica) Columna 1er reactor 2do reactor Amina rica regeneradora Temp. °C: 230 / 460 (in /out) Presión: 3. Temp: 370 °C.44% 0.8 % Reactor de Reactor de 950 °C H2S= 15 ppmv hidrogenación desulfuración 570 psig HIDRODESULFURACIÓN Gas natural 640 psig 510 psig (Hidrogenación) 1er recipiente 240 psig 360 °C RHS + H2 ==> H2S + RH Ref. Presión: 455 psig Amoníaco Catalizador: oxido de níquel Reactor de Y (CO+CO2)< 60 ppm síntesis SINTESIS DEL AMONÍACO 230 °C Tema 3: Gas de síntesis y sus derivados N2 + 3H2 <==> 2NH3 (exotérmica) Temp.000 psig Catalizador: oxido de hierro Universidad de Oriente. °C: 350-450 200-300 Amina pobre 60 ppm (CO2 + CO) 45 °C Torre Presión. H2: 69% Aire BFW Reformador Catalizador: oxido de niquel primario REFORMACIÓN SECUNDARIA 360 °C 2H2 + (O2 + N2) ==> 2H2O + N2 (exotermica) CO + ½O2 ==> CO2 (exotérmica) Metanador CH4 + 2O2 ==> CO2 + 2H2O (exotérmica) 17 300 °C CH4 + H2O <==> CO + 3H2 (endotérmica) CO + H2O <==> CO2 + H2 (exotérmica) Compresor de Reactores de CO2 Temp: 1.24% Agua < 20 ppm CO METANACIÓN Compresor CO + 3H2 <==> CH4 + H2O 3.2 ppmv REFORMACIÓN 610 psig CH4 + H2O <==> CO + 3H2 (endotérmica) 540 psig CO + H2O <==> CO2 + H2 (exotérmica) Temp: 800 °C.000 psig recirculador (exotérmica) 460 °C CO2 + H2 <==> CO + H2O 2. C2= 5 % C3= 2. CO: 10%. 000 (1967) 1. A continuación se indican los sitios de producción de urea en Venezuela.8 a 2 % en peso. de agujas o piramidal. Densidad aparente.500.2 Urea La urea. es un sólido que cristaliza naturalmente en forma tetragonal. °C 135 atmosfera controlada. 1.06 La urea es almacenada en recintos cerrados.3 y 3.323 humedad. Tabla 3.4 se muestran un diagrama de bloques y un diagrama de flujo respectivamente. y para la obtención de resinas (urea-formaldehido) y espumas plásticas (poliuretanos) El principal contaminante de la urea se conoce como biureto. También se emplea como ingrediente en las formulaciones de los granulados NPK.100 Figura 3. g/cm3 1.0 Su uso principal es como fertilizante nitrogenado. para evitar la absorción de Densidad. En la tabla siguiente se muestra sus propiedades. para la producción de urea. que está presente en una concentración entre 0. t/año 250. MM$ --.74 La urea está clasificada como un compuesto no tóxico. Tema 3: Gas de síntesis y sus derivados 3. con Punto de fusión.3 Diagrama de bloques para la producción de urea 18 . como fuente de nitrógeno en fermentaciones industriales. sin olor ni sabor.4 Propiedades de la urea Peso molecular 60. Tabla 3. g/cm3 0.2015 2001 Snamprogetti/ Snamprogetti / HidroAgry (granulación) Licenciante de la tecnología KBR ahora UHDE Costo de la planta. Calor de fusión.000 Inauguración 1967. cal/g 60. Es comercializado en forma de gránulos o de perlas con aspecto de peloticas blancas con tamaño entre unos 2 a 5 mm.5 Plantas de urea en Venezuela Morón Jose (Fertinitro) Producción. y en las figuras 3. 3 GRANULADOR kg/cm2 Descomponedor de alta presión Vapor Vapor NH2COONH4 <==> CO2 + 2NH3 (endotérmica) (5 kg/cm2) (5 kg/cm2) Presión: 150 kg/cm2 X urea: 60 % Cond. Presión: 18 kg/cm2 DESCOMPONEDOR DESCOMPONEDOR MEDIA PRESIÓN BAJA PRESIÓN Urea a Descomponedor de baja presión almacenamiento NH2COONH4 <==> CO2 + 2NH3 (endotérmica) Presión: 3.5 kg/cm2 Semillas 0.275 psi) Agua Selectividad: 70 % (aproximadamente) Hacia sección Concentración de urea a la salida: 36 % tratamiento de condensados 3.5 kg/cm2) carbamato 36% urea Reactor de sintesis de urea 150 kg/cm2 2 Aire 0.5 kg/cm2 Tema 3: Gas de síntesis y sus derivados X urea: 70 % UNIVERSIDAD DE ORIENTE . NH2CONH2 <==> HNCO (ácido ciánico) + NH3 18 kg/cm2 NH3 60% urea 230 kg/cm2 HNCO + NH2CONH2 <==> NH2CONHCONH2 (biureto) (formamidoureido) 20 kg/cm2 Eyector 19 Temperatura (°C): 176 / 190 (in / out) Presión: 160 kg/cm2 (2.5 kg/cm Agua 2NH3 + CO2 <==> NH2COONH4 (exotérmica) amoniacal (Carbamato de amonio) CO2 Vapor Condensados de agua NH2COONH4 <==> NH2CONH2 + H2O (endotérmica) 160 (24 kg/cm2) (urea) kg/cm2 NH3 Reacción lateral principal 160 kg/cm2 Cond. Proceso para la producción de urea DESCOMPONEDOR TORRE DE LAVADO ALTA PRESIÓN ABSORBEDOR DE INERTES REACTOR MEDIA PRESIÓN Inertes Vapor de baja Reciclo (3.DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA PROCESOS PETROQUÍMICOS . 96% urea Cond.4 Diagrama de flujo del proceso de producción de urea. Descomponedor de media presión CONCENTRADORES (Evaporadores) 70% urea NH2COONH4 <==> CO2 + 2NH3 (endotérmica) Aire Urea formaldehido Figura 3. Punto de fusión.68 Se comercializa bajo una denominación Densidad a 25 °C. siendo los números. La dosis letal de metanol para los humanos varía entre 0. la disminución de la demanda del metanol para la producción de MTBE (debido a su progresiva salida del mercado de combustible automotor). Otros usos del metanol son como anticongelante. El metanol fue obtenido por primera vez por Robert Boyle en 1661.7 fijo con una cubierta interna flotante para minimizar las pérdidas por evaporación. Frecuentemente se dan a conocer casos de intoxicación de metanol. En la tabla 3. disolvente para gomas y lacas y agente para prevenir la formación de hidratos en la industria del gas natural.7. que lo sitúa como uno de los productos de creciente relevancia en el ámbito petroquímico. vómitos y muerte (la ingestión de 25 g se considera una dosis mortal). por el consumo de bebidas alcohólicas adulteradas con esta sustancia.6 Propiedades del metanol Peso molecular 32. el metanol puede causar dolor de cabeza. náusea. cP 0. bajo las denominaciones de .7 se pueden ver otros usos del metanol. incoloro.7866 llamada “grado AA”. mareo. 20 . especialmente en China. mientras que la exposición crónica puede ser causa de daños al hígado o de cirrosis.3 gramos y 1 gramo por kilogramo de masa corpórea. °C 64. Tema 3: Gas de síntesis y sus derivados 3. inflamable y tóxico.551 Esta exigencia de pureza determina que para su embarque en los buques. también conocido como alcohol metílico. su uso principal es para la producción de MTBE (mientras continúe su producción). Es de destacar. En Venezuela. tanto petroquímicos.85 % Viscosidad a 25 °C. es el alcohol más sencillo.M15. Debe notarse que muchos productos. indicadores de la proporción de metanol en la mezcla. En concentraciones elevadas.04 El metanol se almacena en tanques de techo Punto de ebullición. distintos al producto embarcado en ese momento. que implica una exigencia de pureza mínima de 99. Llamó al nuevo compuesto adiaphorus spiritus lignorum (Ullmann's. Su fórmula química es CH3OH. Estas mezclas de gasolina con metanol han ido en aumento. 2007). El uso principal del metanol a nivel mundial es para la producción de formaldehido. A temperatura ambiente se presenta como un líquido ligero (de baja densidad). si bien la mayor parte del metanol producido en el país es exportado. y en contraparte el incremento del uso del metanol para ser usado como mezcla en la gasolina. rectificando una solución de vinagre de madera sobre una lechada de cal. Una exposición aguda (ingerido o inhalado) puede causar ceguera o pérdida de la visión. En la tabla siguiente se muestran sus propiedades Tabla 3. °C -97. sean usados brazos de carga dedicados (o exclusivos) para este servicio. como puede observarse en la tabla 3.3 Metanol El metanol. M45 y M85. g/cm3 0. son cargados a buque con brazos de carga que anteriormente pudieron haber sido usados para otros productos. como derivados del petróleo y de los líquidos del gas natural. Como ya se menciono. Tabla 3. tanto por la demanda como por la baja en los precios del gas natural.8 Plantas de metanol en Venezuela Metor Supermetanol Producción. MMA: metil metacrilato ** Incluye también DMT + #: MTO: metanol a olefinas.700 87.8 se muestran las características de dichas plantas Tabla 3. MTP: metanol a propileno Hydrocarbon Processing Dic 2004. el resto de la producción es exportado. Mt/año 30. 21 .7 Demanda mundial de metanol en miles t/año.000* 690. MM$ 350 320 * 2do tren Aproximadamente ⅓ de la producción de Supermetanol es destinado a Superoctanos para la producción de MTBE.100 *DMT: dimetil tereftalato. Tema 3: Gas de síntesis y sus derivados La demanda de metanol se ha estado incrementando sostenidamente. Metor también cuenta con interconexión a Superoctanos. Nota 1: incluido dentro de “Otros” Las dos plantas que producen metanol en Venezuela se encuentras en el Complejo Petroquímico Jose. (Ondrey. para el suministro de metanol. En la tabla 3.000 + 850.789 60. 2014) Usos del metanol 2003+ 2013 2018 Formaldehido 37% 32% 29% Acido acético 11% 11% 10% MTBE/TAME 23% 11% 9% MMA* 5%** 2% 2% Mezcla con gasolinas 4% 11% 14% Biodiesel Nota 1 4% 3% Dimetil eter Nota 1 11% 33 % 9% 36 % Metil aminas Nota 1 3% 3% Cloro metanos Nota 1 2% 1% # MTO/MTP Nota 1 2% 11% Solventes Nota 1 5% 4% Otros / DMT* 20% 6% 5% Demanda global. t/año 750.000 Inauguración 3/05/1994 – 2011* 17/02/1995 Licenciante de la tecnología Mitsubishi Gas Chemical ICI Costo de la planta. llamada columna recuperadora.  Metor tiene facilidades para el llenado de camiones cisterna. Tema 3: Gas de síntesis y sus derivados A continuación se muestra un diagrama de bloques para la producción de metanol a partir de gas natural.6 se muestra un diagrama de flujo. donde se ofrecen más detalles del proceso de producción de metanol.  Metor no cuenta con el almacenamiento intermedio de producto final. En la figura 3. con condiciones típicas de operación.5 Diagrama de bloques para la producción de metanol Es de destacar las siguientes diferencias entre las plantas de Metor y Supermetanol:  Los reformadores de Metor son más grandes que el de Supermetanol. Gas natural Compresión Hidrogenación Desulfuración Gas natural desulfurado Vapor de agua Enfriamiento y Saturación Reformación recuperación de condensados Condensados (de vapor de agua) Gas de síntesis Purga Hidrógeno y óxidos de carbono no convertidos Enfriamiento y Compresión Sintesis separación Metanol crudo Livianos Metanol grado AA Almacenamiento Purificación Refinación Agua intermedio Figura 3. esto es venta de metanol para consumo nacional. Aproximadamente 97 % es para exportación y 3 % para el mercado nacional.  Metor cuenta con una tercera columna en su sección de destilación. 22 . 38.09. H2: 77.67.86. CH3OH: 5.5 kgf/cm2 Compresor de Gases de (260 psig) gas natural combustión 150 °C Reformador 1 2 Saturador 900 °C HIDRODESULFURACIÓN <0.oxido de cobre (10 días de producción) (12 h de producción) Tema 3: Gas de síntesis y sus derivados Agua a planta de tratamiento UNIVERSIDAD DE ORIENTE.53. almacenamiento de síntesis metanol crudo Gas Condensados CO2: 5.21. H2O: 1. DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA. DME: 0. Presión: 30 kgf/cm2 YH2: 2. H2O: 30.54 (24 h de producción) combustible Catalizador: oxido de níquel Aceite A la entrada de fusel del saturador SINTESIS DE METANOL CO + 2H2 ==> CH3OH (exotérmica) CO2 + 3H2 ==> CH3OH + H2O (exotérmica) Metanol 99.6 Diagrama de flujo del proceso de producción de metanol Temp: 240 °C. CO: 11.28.53. Presión: 29 kgf/cm2 impurezas Composición del gas de salida: Tanque de Reactor de C1: 2. CO2: 1.5 % vol Vapor de agua Aire Vapor Catalizador: oxido de níquel /oxido de molibdeno Purga sobrecalentado BFW 2do recipiente (DESULFURACIÓN) H2S + ZnO ==> ZnS + H2O Compresor Compresor recirculador 23 REFORMACIÓN 84 kgf/cm2 CH4 + H2O ==> CO + 3H2 (endotérmica) (1.200 psig) 80 % CH3OH CO + H2O ==> CO2 + H2 (exotérmica) 18 % H2O 2% Temp: 880 °C.56.34.01 intermedio Tanque de (Supermetanol) almacenamiento final Catalizador: oxido de zinc . Presión: 84 kgf/cm2 Composición del gas de salida: Tanque de Columna Columna C1: 12. almacenamiento de purificación de refinación CO: 1. Procesos Petroquímicos .2 ppm H2S Hidrogenador 1er recipiente (HIDROGENACIÓN) RHS + H2 ==> H2S + RH Temp: 380 °C.85% pureza Figura 3. Proceso de producción de metanol Gas combustible 190 °C 20 % 30 kgf/cm2 Aire – 260 °C (430 psig) Desulfuradores Gas de proceso Gas natural 576 tubos 80 % Condensado 700 tubos 18. H2: 50. 0 4. el etano y el propano son las materias primas para la producción de olefinas.4 14. A escala global las olefinas se obtienen principalmente del craqueo de la nafta y de etano. metano y acetileno son los principales componentes restantes que no se muestran en la tabla y que completan el porcentaje de 100 % 24 . OLEFINAS El término olefinas se deriva de una palabra que fue atribuida a cierto gas que reaccionaba con cloro para producir un líquido aceitoso. sin embargo es erróneo pensar que con el etano se obtiene etileno y con el propano se obtiene propileno.4 14.1 Rendimientos típicos. Los porcentajes señalados. El etileno no es marcadamente toxico. como subproductos del craqueo de destilados del petróleo.7 25. Las olefinas cobraron importancia a partir de la década de los 50 del siglo pasado. obtenidos del craqueo de distintas materias primas (Ethylene. No hay tal selectividad y la realidad es que cualquier hidrocarburo que sufra un proceso de craqueo. siempre produce etileno en mayor proporción que las otras olefinas. Posteriormente al conocerse que la estructura del etileno tiene un doble enlace carbono-carbono. que vale la pena recordar.3 El hidrogeno. tal como se muestra en la tabla 4. inconsciencia y asfixia. siempre se encuentran mezclados con los productos en la corriente de salida. En Venezuela.4 14 17.0 45.4 28. se hizo extensiva la denominación a la serie de hidrocarburos de cadena abierta con al menos un doble enlace (alquenos). desplazando el acetileno como materia prima en muchos procesos.9 4.3 14.8 4.4 34. TEMA 4.6 Butadieno 1. son en una base libre de las materias primas. El etileno tiene un ligero aroma a dulce. pero a altas concentraciones puede causar adormecimiento. en porcentaje en peso. inflamables. y tanto él como el propileno tienen propiedades anestésicas a altas concentraciones.5 3. debido a que desplaza el oxigeno del aire. Se trataba del etileno que al reaccionar con cloro produce el compuesto C2H4Cl2.9 Aromáticos 0.1.4 3. Tanto el acetileno como el etileno son hormonas vegetales y son utilizados para la maduración de frutas y vegetales.0 3. 1985) Alimentación gaseosa Alimentación líquida Productos Gasoil Gasoil Etano Propano Butanos Nafta liviano pesado Etileno 84.8 13. y explosivas en un amplio rango de mezcla con el aire. siendo sustancias incoloras.4 2. facio: hacer). Tanto el etileno como el propileno se encuentran en estado gaseoso a condiciones normales.Lummus Crest.9 Propileno 1. Tabla 4.0 44. cuando empezaron a producirse en grandes cantidades.0 10. A este gas desconocido se le denominó como gas olefiante (latín óleum: aceite.6 13. 71 -47. 2014)] y algunas Alfa-olefinas 3% organizaciones utilizan la producción de etileno de un país para medir su desarrollo petroquímico. Un resumen de las propiedades de ambos compuestos se muestra a continuación: Tabla 4. óxido de propileno.040.3 Demanda del etileno a nivel mundial (Moffatt.3 a 0.7 un gas mientras que el propileno es Punto de congelación. después de Otros 4% H2SO4 y N2 (Connaughton & Hannif. °C -103. MM t/año 145 HDPE: polietileno de alta densidad.25 un vapor. se deduce que a temperatura ambiente.9 91.8 4. se Oxido de etileno 15% demuestra que el etileno es usado principalmente para LDPE 14% la producción de polímeros. ácido acrílico. que con el etilbenceno se hace cumeno fenol  bisfenol-A policarbonato. kPa 5. ligeramente Presión crítica. y LLDPE 18% que el EDC termina polimerizado en PVC. ambos son almacenados en tanques refrigerados. En la tabla siguiente se muestran los sitios de producción de olefinas en Venezuela 25 . Total. LLDPE: polietileno lineal de baja densidad LDPE: polietileno de baja densidad. La alimentación a ser craqueada es mezclada con vapor de agua en una relación que varía entre 0. De estos productos. °C -169. Hodge.600 por debajo de su temperatura de ebullición. alcohol iso propílico y cumeno.85 producen. & Cook. EDC: di cloruro de etileno El uso del propileno es como materia prima para la fabricación de polipropileno. °C 9. En las plantas que lo Temperatura crítica.75 kg vapor/kg de hidrocarburo (las relaciones más bajas para las alimentaciones gaseosas) y luego calentadas hasta unos 850 °C en un tiempo menor a ½ segundo. Tema 4: Olefinas La reacción de craqueo ocurre en unos reactores llamados hornos de craqueo o también conocidos como hornos de pirolisis.2 Propiedades del etileno y propileno Propiedades Etileno Propileno Mirando la temperatura critica de Peso molecular 28. en Venezuela solo se hace polipropileno.15 -185. EDC 10% El etileno es uno de los productos petroquímicos mas Etil benceno 6% producidos a nivel mundial [3ero en la lista. el etileno es Punto de ebullición. En la tabla siguiente se puede apreciar que se hace con el etileno a nivel mundial. 2-propanol. compuestos con los cuales convivimos mas día a día.05 42. acrilonitrilo. 2014) Uso Porcentaje Tomando en cuenta que con el oxido de etileno se HDPE 29% hacen glicoles  poliéster. Su Vinil acetato 1% demanda aumenta a razón de 4 % al año.08 ambas sustancias. Tabla 4. vía buques refrigerados. Tema 4: Olefinas Tabla 4.000 150. Linde es un licenciante de tecnología de origen alemán.000 350. llamadas LGN1 y LGN2 situadas dentro del propio Complejo El Tablazo. En la figura 4.000 Inauguración 1979 1992 Licenciante de la tecnología Kellogg Linde La planta Olefinas 1 es propiedad enteramente de Pequiven. es una empresa mixta. mientras que la planta de Olefinas 2. Kellogg.4 Plantas de olefinas en Venezuela Olefinas 1 Olefinas 2 (Olefinas del Zulia) Complejo petroquímico El Tablazo El Tablazo Producción. que se llama Kellogg’s.1 Diagrama de bloques para la producción de etileno y propileno El etano para la producción de etileno proviene de las plantas de extracción y fraccionamiento de líquidos de gas natural. un licenciante y empresa de ingeniería estadounidense. El resto de la dieta de propano se envía desde la planta de fraccionamiento de LGN en Jose. que también suministran una parte de propano.000 Producción. t/año propileno 140. forma parte de un consorcio ahora llamado KBR (Kellogg Brown and Roots) y por cierto no debe confundirse con la marca de las hojuelas de maíz. A continuación se muestra un diagrama de bloques para la producción de olefinas Figura 4. donde se ofrecen más detalles del proceso de producción de olefinas.2 se muestra un diagrama de flujo. t/año etileno 170. con condiciones típicas de operación 26 . 2 Diagrama de flujo del proceso de producción de olefinas 27 . Tema 4: Olefinas Figura 4. y fábricas de papel. También se emplea para limpieza de tuberías en industrias de alimentos (CIP).6 °C. que obliga a su importación. También se emplea para la producción de goma sintética.4 -114. como reactivo de laboratorio. El ácido clorhídrico.00 36. solventes clorados. pero la solución de ácido ataca todos los metales comunes. °C 143.9 Punto de congelación. cerámica. es una solución de cloruro de hidrógeno en agua. aunque normalmente muestra un color amarillo debido a la presencia de hierro. no es inflamable y no tiene poder explosivo. farmacéutica. 5.1 CLORO-SODA El cloro a presión atmosférica y temperatura ambiente es un gas más pesado que el aire. Se licúa a presión atmosférica a la temperatura de -34.91 40. acido sulfúrico y fertilizantes. explosivos e insecticidas.75 --. para el curtido de pieles y para el tratamiento de aceites vegetales. La soda cáustica o hidróxido de sodio es de color blanco cristalino en estado sólido y ligeramente turbio en solución. glucosa y almidón.46 Punto de ebullición. 51. en los ingenios azucareros y en la industria de pulpa y papel. TEMA 5. cloro o sustancias orgánicas.6 318. En Venezuela una planta llamada Bauxilum. NaOH y del HCl Propiedad Cloro NaOH HCl Peso molecular 70.1 Propiedades del cloro. detergentes y jabonería. Se emplea para desinfección. principalmente en tratamiento de aguas. y como materia prima para la fabricación de MCV (monómero de cloruro de vinilo). Es usado para el lavado de metales. 8. Como gas no es corrosivo. INDUSTRIAS INORGANICAS BASICAS En este tema se expondrán tres grandes industrias representativas de productos inorgánicos que son producidos en Venezuela: cloro-soda. Cuando está puro presenta un aspecto cristalino. °C -34.316 28 . como agente blanqueador en algodoneras. textileras. también conocida como ácido muriático. Se utiliza en la industria de celulosa. adquiriendo un color amarillo oscuro. de color amarillo verdoso y olor irritante. encargada de transformar la bauxita en alúmina. La soda cáustica es un álcali fuerte y como tal es peligrosa cuando se manipula sin las atenciones y debidas precauciones. Su contacto con la piel y las mucosas deben evitarse ya que causa irritación a las mismas.390 -84. ya que la planta de cloro-soda no puede cubrir la demanda de esta planta. El cloro puede también licuarse a temperatura ambiente (21 °C) a una presión aproximada de 100 psia.6 1.54 Presión crítica. emplea una gran cantidad de NaOH.8 Temperatura crítica. En la tabla siguiente se muestran las propiedades de estas tres sustancias Tabla 5. germicidas. °C -101.977 --. kPa 7. Cloro soda En la tabla siguiente se muestra la ubicación y capacidad de la planta de cloro-soda Tabla 5. t/día 377 Cl2 gas.2 Planta de cloro-soda en Venezuela CLORO VINILOS DEL ZULIA Complejo petroquímico: El Tablazo Producción. Industrias inorgánicas básicas. 180 Cl2 liquido.6 H2 Inauguración 1991 Licenciante de la tecnología Occidental Petroleum (Oxitech) A continuación se muestra un diagrama de bloques para la producción de cloro-soda Figura 5.1 Diagrama de bloques para la producción de cloro-soda 29 . Tema 5.100 HCl (32%). 436 NaOH (50 %) y 11. 90 °C pH 3.+ .8 Ca + Mg < 25 ppb H2 Lechos de secado con H2SO4 Salmuera agotada + cloro húmedo 190 230 g NaCl/l Cloro húmedo <10 ppm H2O Torre desclorinadora H2SO4 + . + . Industrias inorgánicas básicas. Departamento de Ingeniería Química. Procesos Petroquímicos .4.2 Diagrama de flujo para la producción de cloro y soda. H2(g) + 2OH.+ - 30 1 2 3 29 30 H2SO4 diluido Cloro gaseoso HCl 32% Agua clorada Inertes a a tratamiento neutralización Lavador con NaOH de cloro Solución de NaOH al 31% H2 a otros Cloro usuarios líquido Salmuera agotada desclorinada Agua Inertes Solución de NaOH al 32% Hidrógeno Impurezas Gas HCl Reacción para control de iones calcio Solución de Agua Figura 5.+ .5 . Cl2 + 2e- Tema 5. Na2CO3 + CaCl2 CaCO3 + 2NaCl NaOH al 32 % Compresor Acido de H2 Reacción para control de iones magnesio diluido NaOH + MgCl2 Mg(OH)2 + 2NaCl Agua Reactor Celdas de electrólisis Agua de HCl Anodo HCl al 32 % 2Cl. NaOH Lavador de H2 Condensados Universidad de Oriente. Sal Proceso para la producción de Cloro-Soda Na2CO3 NaOH Agua Floculantes Filtro de Filtro de antracita alfa-celulosa Salmuera 290-305 g/l Saturador Clarificador Reactor para control Reactor para control 3-10 ppm sólidos <5 ppm sólidos Lodos de iones calcio de iones magnesio suspendidos Resinas de Lodos suspendidos intercambio ionico Salmuera ultrapura 290 305 g NaCl/l 80 . Cloro soda Agua a Solución de Catodo tratamiento Evaporador triple NaOH al 50 % 2H2O + 2e. efecto Na+ + OH. detergentes. y como ácido en baterías de plomo. Colgate- Palmolive y Ferralca (sulfato férrico). corrosivo.8356 en tanques de techo cónico de Descompone a °C 340 acero al carbono. se utiliza para la fabricación de fertilizantes.000 Oleum (106%) Produits Chimiques Ugine Licenciante de la tecnología Monsanto Kuhlmann Inauguración 1972 1989 El óleum es una solución concentrada de H2SO4. de fórmula química H2SO4. (Connaughton & Hannif. tinturas. °C 279. que. granulados NPK y servicios industriales del complejo. sulfato de amonio [NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4]. °C 10. Procter & Gamble. drogas. 31 .3 Propiedades del ácido sulfúrico Peso molecular 98. en diversas concentraciones. denso.000 H2SO4 al 98% 218. Ocupa el lugar número uno como el químico producido en mas cantidad en el mundo. Tabla 5. 2014) Dentro del mismo complejo Morón es utilizado en las plantas de ácido fosfórico [Ca3PO4 + H2SO4 → H3PO4 + CaSO4].5.6 H2O a 100 °C (760 mmHg) con la del H2SO4. en la refinación del petróleo y en procesos metalúrgicos. g/cm 1.08 Compare la presión de vapor del Punto de ebullición. explosivos. y son propiedad de Pequiven. aceitoso e incoloro. Fuera del complejo Morón lo usan en el Tablazo.2 Acido sulfúrico y oleum El ácido sulfúrico es un compuesto inorgánico líquido.8 °C. Tripoliven (tripolifosfátos para detergentes).4 se muestra la capacidad de producción y los licenciantes de las dos plantas de acido sulfúrico en Venezuela. mmHg 1 % y esté por debajo de 50 °C En la tabla 5.000 Oleum (106%) 28. mientras tenga una concentración superior al 68 Presión de vapor a 145. Es también un agente oxidante y deshidratante. En la tabla siguiente se muestran las propiedades fisicoquímicas del acido sulfúrico Tabla 5.4 Plantas de ácido sulfúrico en Venezuela Planta 1 Planta 2 Capacidad de producción. sales y ácidos inorgánicos. pigmentos. y carboniza muchos materiales orgánicos.5 El ácido sulfúrico es almacenado 3 Densidad.000 H2SO4 al 98% t/año 18. 215. conteniendo SO3 disuelto. Punto de fusión. Es uno de los productos químicos industriales más importantes. Ambas plantas se encuentran en el complejo Morón. Figura 5. y se denominan como de oxidación húmeda (contrario al Claus que es de oxidación seca). la corriente a la salida del horno es mezclada con una parte de la corriente de entrada (que aporta H2S) y entra a un reactor con un lecho catalítico. Una corriente gaseosa que contenga H2S y/o CO2 se les conoce como de gas ácido. ricas en H2S. en el proceso de vulcanizado de caucho. específicamente de las corrientes de gases ácidos. como insecticida. Puede notarse que ya a la salida de este horno ocurre la formación de azufre. agente blanqueador y algún que otro uso médico En Venezuela. como en muchos otros países petroleros. ya que es obtenido como un subproducto del procesamiento del petróleo o del gas. Tema 5. El H2S es un gas sumamente toxico.3. Industrias inorgánicas básicas. Los procesos vía húmeda se consideran cuando tanto la 32 . el azufre se dispone en abundancia. como porque también es un gas que contribuye a la formación de lluvias ácidas.3 Diagrama de bloques para la producción de azufre Las reacciones que ocurren en el proceso Claus son las siguientes (GPSA. que es transformada mediante el proceso Claus a azufre elemental. Ácido sulfúrico y óleum La materia prima para la producción del ácido sulfúrico es el azufre. donde la corriente de gases ácidos es calentada quemando gas combustible con aire. tanto por su toxicidad. Luego de separado esta porción de azufre. Además del proceso Claus. que necesita ser manejado con extrema precaución y tiene estrictas restricciones que limitan su liberación al ambiente. 1998) H2S + 1/2 O2 S + H2O (950 – 1200 °C) H2S + 3/2 O2 SO2 + H2O (950 – 1200 °C) 2 H2S + SO2 3 S + 2 H2O (170 – 370 °C) Las dos primeras reacciones ocurren en un horno. existen otros procesos para obtener azufre a partir de corrientes ricas en H2S. donde ocurre la ultima reacción y donde se obtiene la mayor cantidad de azufre. En la figura 5. El azufre elemental tiene pocos usos: como ingrediente para la pólvora. se muestra el esquema de producción de azufre que ocurre en las refinerías de petróleo. (Parkinson. tales como hierro o vanadio.4. 1994) La producción de ácido sulfúrico a partir de azufre comprende las siguientes reacciones: S + O2 SO2 SO2+ 1/2 O2 SO3 SO3 + H2O H2SO4 La segunda reacción del grupo ocurre en un reactor (comúnmente llamado convertidor) con varios lechos catalíticos de V2O5. siendo oxidados nuevamente en una columna oxidadora/regeneradora. & Moore. Sulfolin. Ondrey.5 se muestra el diagrama de flujo para la producción del H2SO4. la conversión y el perfil de temperatura se muestra en la figura 5. Industrias inorgánicas básicas. Figura 5. y la cantidad diaria de azufre producida es menor a 20 t/dia.4 Conversión en cada uno de los lechos del convertidor de SO2 a SO3 33 . Ejemplos de estas tecnologías son el proceso Stretford. Lo-Cat y Sulferox. Ácido sulfúrico y óleum concentración de H2S en la corriente de gas acido es baja. el H2S se oxida a azufre y los componentes de la solución se reducen. Tema 5. y funcionan absorbiendo la corriente de gas acido con una solución que contiene agentes oxidantes. En la figura 5. 5 Diagrama de flujo para la producción de acido sulfúrico y óleum 34 . Ácido sulfúrico y óleum Figura 5. Industrias inorgánicas básicas. Tema 5. 000 t/año Amoníaco*. termina escurriendo hacia los cuerpos de agua (ríos y lagos) causando una distorsión en sus ecosistemas llamada eutrofización.5.6 se puede observar otros productos que son producidos en el complejo Morón y la relación que tienen con la producción de los granulados NPK y DAP. Este fenómeno está asociado a un aumento gradual de la concentración de fósforo. cuando el exceso que no es absorbido por las plantas.000 DAP Licenciante de la tecnología Dorr Oliver Inauguración 1980 Tabla 5. nitrógeno y otros nutrientes vegetales en un ecosistema acuático que provocan un aumento súbito del ciclo de vida de ciertas especies vegetales (principalmente algas) que impiden el paso de luz y disminuyen la concentración del oxigeno disuelto en el agua. NH2CONH2 250.3 GRANULADOS NPK Y DAP Los granulados NPK y DAP [(NH4)2HPO4 -fosfato diamónico.5 se muestra la producción en t/año. H2SO4 + SO3 disuelto 46. Hay fertilizantes naturales (comúnmente llamado abono o fertilizante orgánico y entre los que se encuentran el estiércol. guano y el compost) y los hay también artificiales (conocidos también como fertilizantes químicos donde se incluyen fertilizantes con una determinada formulación de sus ingredientes y en donde ocurren reacciones químicas en su elaboración). por sus siglas en inglés] son fertilizantes.000 t/año Ácido fosfórico*. (NH4)2SO4 80. son únicamente producidos en el Complejo Morón.000 t/año Urea*.6 Otras plantas existentes en Morón Sulfato de amonio. magnesio y calcio revisten importancia secundaria. 35 . Los fertilizantes químicos modernos contienen uno o más de los tres elementos más importantes para la nutrición vegetal: nitrógeno.000 t/año * Son materias primas para la producción de los granulados NPK y DAP. fósforo y potasio. Tabla 5.000 NPK--------290. La aplicación de los fertilizantes puede generar un problema de tipo ambiental. t/año 320.000 t/año Oleum.5 Planta de granulados NPK y DAP Capacidad de producción. mientras que en la tabla 5. Los fertilizantes aumentan la fertilidad natural del suelo o reemplazan los elementos químicos que los cultivos anteriores le han sustraído.000 t/año Ácido sulfúrico*. Por fertilizante se entiende a una sustancia que contiene elementos químicos que mejoran el crecimiento y productividad de las plantas. NH3 200. Los granulados NPK y DAP. H3PO4 80. El azufre. H2SO4 433. en una planta que los produce de manera alternada (durante un tiempo se produce NPK y en otro tiempo se producen los DAP) En la tabla 5. seguido de fosforo y por último el potasio. existen dos filiales de Pequiven:  Fosfaven. 46-0-0 “Urea”. comenzando por nitrógeno. Tema 5. responsable de prestar asesoramiento a agricultores sobre el uso y manejo de fertilizantes. 10-26-26 “El rendidor”. Falcón. Industrias inorgánicas básicas. 16-42-0. Por ejemplo en 100 kg de un fertilizante 12-24-12. son las proporciones relativas de los nutrientes en el fertilizante. 14-14-14/11 (S) CP “El vigorizador” 18-46-0. peso molecular Nitrógeno 2x14= 28 Porcentaje de nitrógeno en el urea: Hidrógeno 1x4= 4 28 kg nitrogeno Carbono 1x12= 12 % peso urea =  100 = 46. Granulados NPK y DAP Vinculados a la producción de fertilizantes.6 Diagrama de bloques para la produccion de los granulados NPK y DAP 36 . responsable de la explotación de la roca fosfática en Riecito y Lizardo. En el caso de la urea (NH2CONH2). Edo. hay 12 kg de nitrógeno total. Los números que definen el fertilizante. 24 kg de fósforo asimilable y 12 kg de potasio asimilable. Los distintos tipos de fertilizantes producidos en Morón son: 12-24-12/3(MgO) 6(S) CP “El Llanero”.6 60 kg urea Oxigeno 1x16= 16 Total 60 Seguidamente se muestra un diagrama de bloques de la planta de granulados NPK y DAP Figura 5.  Palmaven. se desarrollaron nuevos esquemas de procesos para su manufactura.3). Originalmente se obtenían como un subproducto de la pirolisis del carbón. que transforman la nafta en una corriente llamada «reformado». Actualmente la reformación es una de las unidades de conversión de muchas refinerías de petróleo. Los reformados producidos en una refinería deben poseer un muy bajo contenido de benceno. El benceno es un compuesto cancerígeno. rica en componentes aromáticos. su contenido es muy pequeño. Sin embargo las plantas petroquímicas para producir BTX tomaron ventaja de este proceso de reformación para producir benceno. TEMA 6. Estos procesos se basan en una serie de reacciones catalizadas (llamada reformación). Esto último quiere decir que si bien la nafta tiene componentes aromáticos (BTX). en una nafta aromática.1 BTX Benceno (B). más o menos en proporciones similares. Tienen en común que son aromáticos. Los aromáticos en cuestión tratados en este tema son los siguientes: Las principales reacciones que ocurren en la reformación de la nafta son las siguientes: 37 . tolueno y xilenos en grandes cantidades. y los xilenos (X) son los hidrocarburos de más bajo peso molecular de la serie de los aromáticos. justo por debajo de la corriente de gasolina (figura 5. AROMATICOS 6. tolueno (T). La reformación que ocurre en las plantas petroquímicas se dice que operan a un mayor grado de severidad que las de las refinerías. Estos compuestos son líquidos a temperatura ambiente. pero al incrementarse su demanda en la 2da guerra mundial para ser usados como combustible de aviación. por lo que es necesario reformarla para convertirla de una nafta principalmente parafínica y nafténica. que tienen la ventaja de generar hidrógeno y producir un reformado que se usa para aumentar el octanaje de las gasolinas producidas. todos ellos teniendo entre 6 y 8 átomos de carbono. La nafta es una corriente de retiro lateral de una torre de destilación atmosférica de petróleo. y una pequeña cantidad de componentes aromáticos. los BTX. Los hidrocarburos presentes en la nafta son principalmente alcanos (parafinas) y cicloalcanos (naftenos). Dado que son producidos frecuentemente en el mismo proceso se les trata como un grupo. inflamables e incoloros. la cantidad de H2 producido por las reacciones de deshidrogenación supera a lo consumido. y para que se sepa desde ya. Tema 6.1 Comparación entre la reformación de nafta y la reformación con vapor Característica Reformación de nafta Reformación con vapor Usa catalizador Si Si ¿Exotérmica o endotérmica? Endotérmica Endotérmica ¿Produce H2? Si Si Materia prima Nafta Cualquier hidrocarburo ¿Usa agua? Si No Productos Nafta aromática Gas de síntesis 38 . una propiedad que será discutida en el tema de los oxigenados. Aromáticos. Tabla 6. por lo que el resultado neto. ya vista en el tema 1. La nafta reformada es rica tanto en productos aromáticos como en hidrocarburos de cadena ramificada (iso-parafinas). se puede inferir dos aspectos interesantes de la reacción de reformación: 7. poseen un alto octanaje. constituye la característica principal que diferencia a los distintos tipos de gasolina. se muestran a continuación. es que la reacción de reformación produce hidrogeno. Las diferencias y semejanzas entre las reacciones de reformación de nafta y la reformación con vapor. Ambos tipos de compuestos. 8. Si bien la reacción de hidrocraqueo de parafinas consume H2. BTX   Mirando los productos de las reacciones anteriores. Aromáticos. Figura 6. se ofrecen más detalles de la producción del mismo. en lo que se conoce como el Complejo BTX (tabla 6. estado Carabobo. BTX Las instalaciones para la producción de los BTX se encuentran dentro de la refinería El Palito. La producción se lleva a cabo en cuatro plantas integradas entre si.1 Diagrama de bloques para la producción de los BTX 39 .000 t/año) 1. A continuación se indica la capacidad de producción del complejo BTX Tabla 6.2). y en la figura 6.2 Plantas del complejo BTX  Unidad de sulfolano  Unidad de fraccionamiento de xilenos  Unidad de isomerización de xilenos  Unidad de hidrodesalquilación térmica Hay que precisar que las unidades de proceso para el tratamiento previo de la nafta y los reactores de reformación ya existían en la refinería El Palito previo a la construcción del complejo BTX. y para ese entonces era la única refinería del país en contar con un reformador.100 bpd de o-xileno (48. ya que allí se formulaban gasolinas con alto octanaje con la adición de la nafta reformada.200 bpd benceno (60. y constituye los únicos petroquímicos de Pequiven producidos fuera de los tres grandes complejos petroquímicos.000 t/año) Licenciante de la tecnología UOP Inauguración Julio de 1990 A continuación se muestra un diagrama de bloques de la producción de los BTX. Tabla 6.3 Características del complejo BTX 1. Tema 6.000 t/año) Capacidad de producción 115 bpd de tolueno ( 18.2. 2 282.400 psi gasolinas.2 Diagrama de flujo para la producción de los BTX benceno de tolueno fraccionamiento o-xileno de xilenos Unidad de Unidad isomerización THDA de xilenos ISOMAR Propiedades de los aromáticos Aromáticos Benceno Tolueno o-xileno m-xileno p-xileno etilbenceno C9-C11 Punto de fusión (°C) 5.11 92.2 55.13 106.16 106.8 Tema 6.7 281.1 110.866 0.4 -54. Procesos Petroquímicos .5 -9.16 106.2 Aromáticos aromáticos Peso molecular 78.861 0.650°F No aromáticos a mezcla de atmosférica Vapor-Líquido Presión: 370 .864 0. Proceso para la producción de BTX Reactor de Corriente hidrogenación de H2 GLP H2S Gasolina natural Nafta 3 % aromáticos Diesel liviano Petróleo Diesel pesado 750 °C Gasoil liviano Gasoil pesado Reactor de hidrogenación Horno Residual Horno Catalizador: Co-Mo/Al2O3 Torre de destilación Separador Temperatura: 600 . Aromáticos.16 pesados y pesados Densidad (g/cm3) 0. Departamento de Ingeniería Química.980°F Extractor Presión: 270 psi 40 Reactor de Reacción endotérmica reformación Despojador Nafta reformada Separador Vapor-Líquido 45 % aromáticos Desbutanizadora Lecho de m/p xilenos y Tolueno o-xileno arcilla Benceno etilbenceno a Isomar Columna recuperadora de solvente Columna de Columna Columna de Columna de Figura 6.867 bifeniles Universidad de Oriente.879 0. BTX Columna de Punto de ebullición (°C) 80.9 -138.6 291.88 0.5 -13.16 106.3 277. Concentración nC6: 15 % Despojador Concentración de H2: 400 pie3/bbl nafta Agua Reacción endotérmica H2 a Isomar Torre de lavado Hidrógeno con agua Compresor Agua + sulfolane Gas combustible Propano/butano Reactor de reformación Sulfolane a FCC Catalizador: Pt-Re/Al2O3 Temperatura: 930 . A continuación se muestran una serie de hitos relacionados con el acontecer de la producción y venta de gasolinas. volátil e inflamable que es miscible en agua.03 % v/v) El MTBE es también usado en química orgánica como un solvente de bajo costo con propiedades comparables al del éter di etílico Dado a que el MTBE ha contaminado inmensas cantidades de aguas subterráneas a causa de derrames y fugas en las estaciones de gasolina. La planta que lo produce (tabla 7. su uso ha ido progresivamente en descenso. Se estableció un plan para el desarrollo del cultivo de caña de azúcar y la creación de plantas para la obtención de etanol vía fermentación. Sin embargo la categoría de oxigenados tiende a denotar a aquellos productos que acabaran siendo usados como combustibles. esteres. OXIGENADOS Los oxigenados son un grupo de compuestos orgánicos producidos dentro del área petroquímica que contienen oxigeno. En este tema se discutirán el MTBE. y el iso-octano. 2. Tiene un olor a menta algo parecido al olor del éter di etílico.2) ya ha realizado las adaptaciones necesarias para la producción de iso-octano. impartiéndole al agua un sabor y olor desagradable. El MTBE es un aditivo usado en las gasolinas como oxigenado y para elevar su número de octano. Fecha Acontecimiento 1908 Henry Ford inventó el Modelo T 41 . 7. El MTBE no es un agente cancerígeno.1 Acontecimientos en la producción de gasolinas en el país y a nivel mundial. aldehídos. los glicoles. El MTBE es un líquido claro. La proporción de MTBE en las gasolinas está entre 10 y 15% v/v. pero se ha dicho que sus emisiones en los escapes de los vehículos automotores pudieran tener pequeñas cantidades de formaldehido. este último obtenido en abundancia con adaptaciones menores a las plantas de MTBE.1 MTBE El metil terc-butil éter (MTBE) es un compuesto químico con formula molecular C5H12O. Tabla 7. TEMA 7. mas esta estrategia todavía no se ha desarrollado. y entre los que se pueden citar: alcoholes. mientras que la de TEL eran del orden de 0. aun a muy bajas concentraciones (ppb). En Venezuela se han adoptado los dos enfoques: 1. el oxido de etileno y su derivado más importante. éteres. que si está clasificado como un agente cancerígeno. tanto a nivel mundial como en Venezuela. en sustitución del tetra etilo de plomo (TEL). Los sustitutos del MTBE a nivel mundial son el etanol. cetonas y epóxidos. donde también se observa el licenciante de la tecnología: 42 .750 bpd). t/año 500. 49 %. 1999) TAME: terc amil metil éter.Oxigenados. Tema 7.2 Planta de MTBE en Venezuela Producción. MM$ 297 Participación accionaria Pequiven. A continuación se muestran las características de la planta Tabla 7.097 Bs/L (alta) y 0.000 (11.070 Bs/L (baja) 19991 Unidad de oxigenados en la Refinería Amuay (producción de TAME) * 01/10/1999 Se introduce la gasolina sin plomo en el país 01/01/2000 Automóviles ensamblados en el país.Bolsa de valores. EL MTBE en Venezuela es producido por una empresa mixta llamada Superoctanos que se encuentra en el Complejo Petroquímico Jose. 49 %. solo para consumir gasolina sin plomo 09/2002 Solamente dos tipos de gasolina en el país (con plomo y sin plomo) 10/2005 Se elimina la gasolina con plomo en el país * (Medina & Souto. Actualmente para consumo interno Inauguración 11/03/1991 Costo de la planta.Ecofuel. estado Anzoátegui. MTBE Fecha Acontecimiento 1913 Gulf Oil fue la primera compañía petrolera que ingresó al mercado de las gasolinas al consumidor al abrir una estación de servicio en Pittsburgh 1921 Se descubre la efectividad del tetraetilo de plomo como aditivo antidetonante para la gasolina 1979 Se comienza en los EEUU la sustitución de TEL por MTBE 1991 Inauguración de Superoctanos 1993 Unidad de oxigenados en la Refinería El Palito (producción de MTBE + TAME) * 19941 Unidad de oxigenados en la Refinería Cardón (producción de MTBE y TAME) * 1996 Se elimina la gasolina con plomo en EEUU 1996 Precio de la gasolina en Venezuela: 0. 2% Superoctanos está integrado por tres plantas tal como se muestra en el diagrama a continuación. 1 se muestra una ilustración de un corte longitudinal de un motor. ambas válvulas se cierran.4 Tanto el MTBE como el TAME pueden ser producidos en refinerías. fue inventado en 1876 por Nikolaus August Otto. lo que produce energía para hacer girar el cigüeñal y que el vehículo marche. sustituyendo rápidamente a las maquinas de vapor como impulsores de las primeras versiones de los automóviles En la figura 7.1. 43 . la mezcla explota (explosión) y empuja el pistón hacia abajo. Otra leva (derecha) hunde la válvula de escape. entonces lo recibe de Metor.1. se pueden observar en el diagrama de flujo de procesos en la figura 7.2 Diagrama de bloques para la produccion de oxigenados en una refineria de petroleo 7. porque literalmente recibe su materia prima de ambos lados de su cerca perimetral: del lado izquierdo recibe los butanos de la planta de fraccionamiento de LGN de Jose y de su lado derecho recibe el metanol de la planta Supermetanol. Cardón y Amuay cuentan con unidades de procesos para la producción de estos productos. Debido a la ignición generada por la bujía. Cuando Supermetanol no puede enviar metanol a Superoctanos. En Venezuela. La ubicación de la planta de Superoctanos es muy conveniente. en la imagen). indicando sus partes más importantes. que le dan el nombre a este motor. Las palabras señaladas en negrillas son los cuatro tiempos. conocidas como unidad de oxigenados.1 Diagrama de bloques de Superoctanos Como se observa en el diagrama anterior. una leva (izquierda) comprime el resorte de la válvula de admisión para permitir el ingreso de la mezcla de combustible-aire en el cilindro. Es necesario entender cuál es el principio de funcionamiento de un motor. tal como indica la tabla 7. la materia prima para la producción del MTBE. En el primer tiempo (admisión.1 Motor de cuatro tiempos El motor de cuatro tiempos. para comprender el significado del octanaje. el pistón comienza su ascenso comprimiendo la mezcla (compresión) y luego llega corriente a la bujía. es el normal butano. Las reacciones y equipos principales y condiciones de operación. Los oxigenados producidos en las refinerías son elaborados bajo una licencia llamada Etherol. el iso-butano y el metanol. MTBE Figura 7.Oxigenados. mientras el pistón asciende nuevamente para permitir la salida de los gases resultantes de la combustión (escape). las refinerías El Palito. el cual es aspirado por el descenso del pistón dentro del cilindro Posteriormente. El diagrama de bloques de este proceso es el siguiente: Figura 7. propiedad de Intevep. Tema 7. Figura 7.1. comparando el comportamiento del combustible que se analiza con el de dos combustibles de referencia cuyos comportamientos han sido fijados de antemano.3 Motor de cuatro tiempos 7. Tema 7. cuya cámara de combustión es ajustable para obtener relaciones de compresión desde 4 hasta 10 y que está equipado con un dispositivo que le permite medir en una escala de 0 a 100. la detonación resulta en una pérdida perceptible de eficiencia y la aparición de presiones en la cámara de combustión superiores a lo esperado. la intensidad de detonación que produce un combustible. Al normal heptano de similar pureza. el número de octano de un combustible es igual al porcentaje de iso- octano del combustible de referencia. porque produce detonación en casi todos los motores Mezclando diferentes proporciones de estos hidrocarburos. la cual se realiza en un motor prototipo. En este caso se dice que el octanaje de la muestra en cuestión es igual al porcentaje de iso-octano de la mezcla usada como referencia. Cuando sucede. MTBE En los motores de cuatro tiempos se presenta un fenómeno llamado detonación. Al iso-octano puro se le ha asignado un octanaje de 100. El resultado de la prueba se determina. cuyas características de detonación son iguales a las muestras que se analizan. se obtiene una muestra de referencia que produce el mismo comportamiento o intensidad de detonación que el combustible que se analiza. Este fenómeno se da al final de la etapa de compresión y casi simultáneamente con el encendido de la mezcla por la chispa de la bujía. El resultado del número de octanos se obtiene promediando 3 ó más determinaciones consecutivas. En otras palabras. que consiste en la auto- ignición de la mezcla combustible antes que la ignición sea iniciada por la chispa de la bujía. tanto para la muestra que se analiza como para los combustibles de referencia 44 .2 Número de octanos El número de octanos de un combustible indica su relativa resistencia a producir detonación bajo las condiciones específicas de una prueba. porque no produce detonación en la mayoría de los motores.Oxigenados. sometiendo a algunas partes del motor a esfuerzos por encima de los valores para los que fueron diseñados. se le ha dado una relación normal de detonación igual a cero. Tema 7.4 Diagrama de flujo de proceso para la producción de MTBE 45 . MTBE Figura 7.Oxigenados. 270 OE + 66. estado Zulia.17 Punto de ebullición.0 La planta que produce oxido de etileno y glicoles en Venezuela se encuentra en Punta Camacho. --. --.3 Propiedades del oxido de etileno y glicoles Propiedad Peso molecular 44. Los síntomas de una exposición prolongada incluyen dolor de cabeza. productora de alcoholes hidratados. 2007).69 -10.8 --.200 --.8 197. °C 10. desmayo y coma. que fabrica una inmensa variedad de productos. y aunque tóxicos si son ingeridos. 2007) (Lide. --- Presión crítica. °C -112. La planta es propiedad de una empresa mixta llamada Pralca. Es comúnmente manejado y transportado como liquido refrigerado (<10 °C). MM$ 175 Pralca.05 0. de capital brasileño. los glicoles son líquidos a temperatura ambiente. incoloro y con olor débilmente dulce. kPa 7. los glicoles MEG y DEG son consumidos casi 46 . --- Presión de vapor.068 106.3 247 286 Punto de congelación.4 -4.4 Planta de oxido de etileno y glicoles en Venezuela Producción. La capacidad de producción y otros aspectos de la planta se muestran a continuación (Nava. 1993) (Óxido de Etileno y Etilenglicol Venezolanos. fabrica óxido de etileno y glicoles (73. 0. Este gas. Las propiedades del OE y los glicoles se muestran en la tabla a continuación (Ullmann's.5 -12.260 t/año). Santa Rita.01 <1. °C 195. Costa Oriental del Lago de Maracaibo. El óxido de etileno es toxico y cancerígeno.7. 1988).05 62. es un gas a presión atmosférica y temperatura ambiente.2 OXIDO DE ETILENO Y GLICOLES El oxido de etileno (OE). t/año 6. Tabla 7. de sabor dulce. Por otra parte. El óxido de etileno es vendido a una empresa que en sus inicios se llamaba Etoxil ubicada a escasos 2 km de Pralca.600 DEG + 660 TEG Inauguración 03/1993 Licenciante de la tecnología Scientific Design (USA) Costo de la planta. de formula molecular C2H4O.000 MEG + 6. (Kirk-Othmer. En cambio. 2003-2004): Tabla 7. mm Hg@ 20 °C --. convulsiones. también conocido como oxirano. su contacto con la piel no es peligroso. Etoxil fue vendida y cambió su nombre por Arch Química. es el epóxido más simple. Actualmente la empresa tiene otro dueño y se llama Oxiteno Andina.3 Temperatura crítica. temblores.12 150. 7 se muestra un diagrama de flujo 47 . notándose la versatilidad de este producto como materia prima Figura 7.6 se muestra un diagrama de bloques para la producción del oxido de etileno y glicoles. en el mercado nacional y en exterior.5 Usos del oxido de etileno En la figura 7. En la figura siguiente se muestra un diagrama con los distintos usos que tiene el oxido de etileno. agentes conocidos por su excelente acción para la estabilización de emulsiones.Oxigenados. pero dado el alto consumo en el país. Oxido de etileno y glicoles exclusivamente para la elaboración de fibras textiles de poliéster. El TEG es destinado al mercado nacional para la deshidratación de gas natural. Tema 7. que era el aditivo usado para la estabilización de la Orimulsión. es insuficiente para abastecer la demanda nacional y mucho del TEG requerido en Venezuela debe ser importado. ya que estos fueron usados para formular un producto llamada Intan. Este aspecto tuvo una relevancia especial. mientras que en la figura 7. Oxiteno fabrica emulsionantes y surfactantes no ionicos. Tema 7. en una población denominada Maratón. Oxido de etileno y glicoles Figura 7. El etileno proviene de las plantas de olefinas de El Tablazo. situada en los alrededores de El Tablazo.6 Diagrama de bloques para la producción de oxido de etileno y glicoles Las materias primas requeridas por Pralca. EL oxigeno también llega por tuberías desde una planta de separación de gases del aire propiedad de la empresa AGA. son etileno y oxigeno. 48 . por una tubería sublacustre que recorre una distancia aproximada de 25 km.Oxigenados. CH2 CH2-CH2-OH O DEG CH2-CH2-OH Agua MEG MEG DEG o TEG CH2-O-CH2-CH2-OH Columna TEG CH2-O-CH2-CH2-OH deshidratadora Propiedades de los glicoles y óxido de etileno MEG DEG TEG Oxido de etileno Punto de ebullición (°C) 197 247 286 10. Departamento de Ingeniería Química .115 1. Oxido de etileno y glicoles de DEG Densidad (g/cm3) 1. C2H4 + ½ O2 C2H4O (exotérmica) oxígeno (al reabsorbedor) Catalizador: Plata / Al2O3 Solución K2CO3 Temperatura: 230 .7 Columna Columna Figura 7.280°C CO2.125 0. agua. etileno.8697 Almacenaje de TEG y glicoles pesados Universidad de Oriente.5 %DEG 0. Presión: 280 .Oxigenados.5 % MEG 10. Proceso para la producción de oxido de etileno y glicoles Vapor CO2 190 °C de agua Etileno Absorbedor Despojador Oxígeno BFW Reactor de Oxido de Etileno Reactor CO2. Procesos Petroquímicos .5 de MEG Tema 7.12 1.7 Diagrama de flujo de proceso para la producción de oxido de etileno y glicoles Peso molecular 62 106 150 44. agua.5 % TEG CH2-OH Condensados MEG O Oxido de etileno CH2-OH H2C .320 psi oxígeno (al mechurrio) Selectividad: aproximadamente 70 % Reacciones laterales: Agua Oxido de C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O Reabsorbedor de etileno C2H4O + 5/2 O2 2CO2 + 2H2O Despojador Absorbedor oxido de etileno Despojador 32 °C 120 °C H2O:OE= 22:1 Reactor de Glicol C2H4O + H2O HOCH2-CH2OH (exotérmica) 49 Vacío Catalizador: ninguno Temperatura: 140 . etileno.190°C Reactor Presión: 240 psi de glicol Tiempo de residencia: 45 min – 1 h 1ero 2do 3ero 4to 5to Selectividad: 88. 1se muestran las propiedades del MCV y del EDC.9 83.7 Punto de congelación.0 290 Presión crítica. Es manejado y almacenado como liquido. t/año 35.000 EDC (oxicloración) Inauguración 1980 1992 B.2 Plantas de monómero de cloruro de vinilo en Venezuela MCV-2 MCV-1 CLOROVINILOS DEL ZULIA 45. °C -153.360 En Venezuela existen dos plantas productoras de MCV.1 Propiedades del monómero de cloruro de vinilo (Lide.96 Punto de ebullición. Goodrich (ahora Licenciante de la tecnología Hoescht (ahora Sanofi) Geon) 50 . (Pascual. es un gas a presión atmosférica y temperatura ambiente. y se afirma que en su proceso de producción se generan dioxinas como subproductos.3 Temperatura crítica. En la tabla 8.000 EDC (cloración directa) (oxicloración) 110. en esferas y cilindros presurizados. F. TEMA 8. EL dicloruro de etileno es líquido a temperatura ambiente y es obtenido haciendo reaccionar el etileno de dos maneras: por cloración directa y por oxicloración. Tabla 8.000 MCV Producción. °C -13. 2003-2004) Característica MCV EDC Peso molecular 62.8 -35.1 MONÓMERO DE CLORURO DE VINILO (MCV) El monómero de cloruro de vinilo. °C 159. kPa 11.425 5. incoloro con olor ligeramente dulce. PLÁSTICOS 8. ambas ubicadas en El Tablazo y cuyas características se muestran a continuación Tabla 8.000 MCV 130. 1994).000 EDC 150. Tanto el MCV como el EDC son cancerígenos. El MCV es obtenido del craqueo del dicloruro de etileno (EDC) y es usado casi en su totalidad para la elaboración de PVC. en este último caso el etileno reacciona con HCl y oxígeno.50 98. 2 se encuentra un diagrama de flujo de la planta de MCV-2.Plásticos.1 Diagrama de bloques para la producción de monómero de cloruro de vinilo 51 . Las materias primas para la producción del MCV son el etileno proveniente de las plantas de olefinas y el cloro proveniente de la planta de cloro-soda. que también es propietaria de la planta de cloro-soda. Monómero de cloruro de vinilo La planta denominada MCV-2 es propiedad de una empresa mixta llamada Clorovinilos del Zulia. En la figura 8. EDC crudo Figura 8. Tema 8. A continuación se muestra un diagrama de bloques para la producción del MCV. notándose que parte del EDC producido en la planta MCV-2 es llevado a la planta MCV-1 para soportar sus operaciones. Monómero de cloruro de vinilo Universidad de Oriente .Dpto. Diagrama de flujo para la producción de MCV H2O + clorados Incondesables pesados a incineración EDC crudo EDC Reactor de cloración directa EDC a craqueo Columna de secado Columna de vacío Cloro Horno de MVC + HCl + EDC craqueo EDC + pesados Subproductos Columna de líquidos a purificación incineración Etileno 52 H2 HCl H2O + HCl NaOH HCl Hidrogenador Columna de Columna enfriamiento MVC de HCL súbito Despojadora Reactor de Etileno oxicloración Figura 8. Procesos Petroquímicos .Plásticos. de Ingeniería Química .2 Diagrama de flujo de proceso para la producción de MCV MVC + EDC Oxígeno HCl MCV EDC recuperado Tema 8. En la tabla a continuación se muestran las características de ambas plantas. impermeables. calzados.  Dispersión (flexible): cables. pero propiciando un tamaño menor de partícula en el proceso de PVC por dispersión. con una gran estabilidad dimensional y resistencia ambiental. que se diferencian en la forma y el tamaño de las partículas. Si bien es reciclable por varios métodos. Bajo esta forma se conoce como PVC no modificado y tiene muy pocas aplicaciones. Existe un proceso de despolimerización térmica que convierte el PVC en combustible y minerales. juguetes. ventanas. de color blanco que se comienza a ablandar alrededor de los 80°C y se descompone sobre 140°C.2 PVC.3 Denominación de los polímeros más usados Polímero Abreviatura No.(POLI) CLORURO DE VINILO El PVC es un plástico obtenido de la polimerización del monómero de cloruro de vinilo en una emulsión con agua. retardantes de llama y biocidas para transformarlo en un plástico dúctil y tenaz. Es necesario agregarle ciertos aditivos tales como plastificantes (ftalatos). gracias a la formación de micro emulsiones y empleo de agentes tenso activos más fuertes. el costo de reprocesarlo es mayor que el de las resinas vírgenes. Poli etilen tereftalato PET 1 Polietileno de alta densidad HDPE 2 Poli (cloruro de vinilo) PVC o V 3 Polietileno de baja densidad LDPE 4 Polipropileno PP 5 Poliestireno PS 6 En la industria existen dos tipos de resinas de PVC: suspensión y dispersión. estabilizadores. modificadores de impacto. pero su uso no se ha extendido. ambos obtenidos por procesos similares de polimerización. semicueros. Los usos más destacados para ambos tipos de PVC se describen a continuación:  Suspensión (rígido): para envases. Existen dos plantas productoras de PVC en Venezuela. ambas ubicadas en el Tablazo y denominadas PVC-1 y PVC-2 y ambas propiedad de Pequiven. tuberías. 53 . presentándose como un sólido granulado fino. recubrimientos. placas para la construcción de casas.8. La Society of the Plastics Industry (SPI) ha elaborado un código para designar los plásticos más comunes y que se exponen a continuación: Tabla 8. Presión: 27-28 mm Hg.4 Plantas de PVC en Venezuela PVC-1 PVC-2 36. Esta mezcla pasa a los tanques de despojo. Desalojo de aire para eliminar el oxígeno. t/año 6. tanto el que está disuelto en la solución.000 PVC por Producción. La suspensión una vez despojada.85 °C). 3. estos actúan como iniciadores. Carga de MCV (nuevo y recuperado). Carga adicional de agua caliente (80 . 6.Plásticos. 4. De los tanques despojadores. 7.500 PVC por suspensión 120. 5. desde el reactor hasta los tanques. cuyos pasos se presentan a continuación: 8. Goodrich (ahora Geon) Geon Costo de la planta. donde por la disminución de presión. con la finalidad de uniformizar la composición del PVC. 9. 2. F.1 Pasos para la polimerización del MCV por suspensión 1. 10. El producto de la reacción es una mezcla de PVC y agua. donde es comprimido condensado y posteriormente almacenado para su reutilización. 54 . conteniendo aproximadamente 35 % en peso de sólidos. como el adherido en los poros de los gránulos de PVC.2. Calentamiento con vapor si es necesario alcanzar la temperatura de reacción. Carga de aditivos: iniciador (peróxido orgánico) + estabilizador de suspensión (alcoholes polivinílicos) + agua desmineralizada. El MCV que no reaccionó es extraído del reactor en forma de gas y luego pasado al sistema de recobro. que promueve la formación de peróxidos de vinilos. 8. Lavado y aplicación de anti-incrustantes al reactor. Polimerización. Inyección de desactivante para detener el avance de la reacción. descontrolando la reacción de polimerización. MM$ No disponible 112 La polimerización del MCV para producir PVC es un proceso por cargas. Despojamiento del MVC. Mezcla y almacenamiento de la suspensión. se produce una expansión provocando que parte del MVC disuelto en el agua se libere en forma de gas.300 PVC por dispersión suspensión Inauguración 1977 1998 Licenciante de la tecnología B. (poli) cloruro de vinilo Tabla 8. Tema 8. la suspensión formada pasa a la columna despojadora. donde se inyecta vapor de agua por el fondo para el despojamiento del MVC. Recobro del MCV. se mezcla con la producida en los otros reactores. que sirven como alimentación continua a las ensacadoras. para de esta manera obtener tamaños de partículas de PVC muy pequeños. Si es esto se le suma el uso de agentes tenso activos de mayor efectividad que los usados en el proceso de PVC por suspensión. A continuación se muestran diagramas de bloques para la producción tanto del PVC por suspensión como el de dispersión. que es la característica principal del PVC por dispersión. Un ciclón a la salida del secador se encarga de recuperar las partículas finas arrastradas por la corriente de aire caliente. dejando una pasta con un contenido de 30 % de humedad.3 Diagrama de bloques para la producción de PVC por suspensión En el proceso de PVC por dispersión. dicho de otra forma. 55 . y como los agentes tensoactivos son muy fuertes.Plásticos. similar al que ocurre en la industria láctea para disminuir el tamaño de los glóbulos de grasa a diámetros muy pequeños. donde se remueve gran parte del agua libre. se impide que las partículas de PVC formadas se peguen unas con otras. La corriente de PVC seca pasa por un tamizador para entregar un producto con una granulometría uniforme. MCV recuperado Figura 8. retardando la coalescencia y alargando el aspecto homogéneo del producto. entonces la emulsión formada tiene una gran estabilidad. lo que resulta en que solo se polimerice el material contenido en cada globulito. la secuencia de pasos descritos son similares a lo que se acaban de describir. La emulsión se forma en un proceso de homogeneización. donde se seca definitivamente el PVC. De aquí pasa a un secador rotatorio. La suspensión despojada pasa por una centrifuga continua. (poli) cloruro de vinilo 11. diferenciándose en los siguientes aspectos: 1. se evita la coalescencia de los globulitos de MVC liquido lo que prolonga su existencia durante todo el tiempo que dura la polimerización. para finalmente ser almacenada en silos. Tema 8. Secado del PVC. 3 OTROS PLÁSTICOS ELABORADOS EN EL TABLAZO A continuación se muestran otros plásticos producidos en el Tablazo Tabla 8. densidad ocurrida en el año 1999. Nuevamente. Tema 8. se emplea un secador por atomización (spray dryer) Durante el proceso de secado. Al final del proceso de polimerización por dispersión.5 Empresas que producen otros polimeros en el Tablazo Polímero Empresa Polietileno alta densidad POLINTER (Poliolefinas Internacionales). 1999) Poliestirenos Estizulia Poliproplieno Propilven Latex Dow Chemical 56 . media y alta empresas: Polilago.Plásticos. Plastilago y Resilin. como las partículas son muy pequeñas. algunas partículas tienden a fundirse unas con otras y entonces para uniformar el tamaño se para por un molino de martillos que terminan de uniformar el tamaño para entregar un producto con una granulometría muy fina y uniforme. 8. de manera similar a como se hace en la industria láctea la leche en polvo (que comparte con el PVC por dispersión su tamaño muy fino). (poli) cloruro de vinilo 2. Esta Polietileno baja densidad empresa fue el resultado de la fusión de tres Polietileno lineal de baja.4 Diagrama de bloques para la producción de PVC por dispersión. (de Andrade. Figura 8. el secado tiene que hacerse de forma diferente a como se hizo en el PVC por suspensión. ácidos y bases entre otros) 6. la industria petroquímica se maneja un tanto independiente de la del gas y del petróleo. Es indudable que la industria petroquímica es aquella que permite dar un inmenso valor agregado a materias primas elementales (derivados del petróleo y gas) que solo son empleadas en el ámbito energético. no solo en su operación sino también en los productos fabricados constituyen una fuente potencial de peligros. cementeras y empresas básicas. agrupando plantas de fabricación de productos en los cuales unos son materias primas para la fabricación de otros. La industria petroquímica en Venezuela comenzó su desarrollo en sectores. Así surgió primero el complejo Morón. que hizo posible la aparición de las industrias relacionadas con la producción de polímeros. En Venezuela la explotación del petróleo trae asociado consigo el manejo de un flujo importante de gas. el craqueo de hidrocarburos y las reacciones de polimerización. plásticos. y Venezuela no es la excepción. 4. la industria del gas recibe el gas que viene asociado el petróleo. para la fabricación de fertilizantes. La industria petrolera busca. 2. es distribuido a lo largo de la geografía nacional para ser usado principalmente como gas combustible en refinerías. como por lo potencialmente toxico de muchos de sus productos. CONCLUSIONES 1. pero no al precio que pudieran venderse si se transformaran en otro tipo de productos (fertilizantes. tanto por las condiciones de operación (que superan en la mayoría de los casos a las que se encuentran en la refinación del petróleo y procesamiento del gas). Actualmente el gas natural destinado al uso petroquímico ocupa un lugar no tan sobresaliente como le debería corresponder. o la producción de etileno en El Tablazo. A nivel mundial. extrae y refina el petróleo. Mucho de este gas es vuelto a reinyectar para mantener la producción del petróleo y el restante. donde unos cuantos productos básicos (H2SO4. mientras que la industria petroquímica recibe el gas natural ya procesado y algunos derivados del petróleo para transformarla en otros productos 3. una vez procesado. 5. básicamente porque son negocios diferentes. Básicamente los procesos de conversión que sustentan la producción de los petroquímicos producidos a mayor escala a nivel mundial son la reformación con vapor. amoniaco y urea) se constituyen en materias primas para la fabricación de los fertilizantes granulados. H3PO4. que se venden bien. 57 . La industria petroquímica. lo trata para su transporte y lo vende. Bibliografía BIBLIOGRAFÍA  Chavez.  Connaughton. 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