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 Proceso de alquilación del petróleo

Antecedentes

En los primeros tiempos del refino del petróleo, en los años 20 y 30 del siglo pasado, la

mayoría de los componentes de mezcla de gasolinas estaban compuestos por materiales

obtenidos directamente de la unidad de destilación de crudo. Las refinerías eran

esencialmente calderas de petróleo bastante sencillas. Las primeras unidades de conversión

eran poco complicadas y estaban orientadas al cambio trmico de naftas obtenidas

directamente para producir componentes de mezcla de mayor octana!e para una mayor 

calidad del producto. La situación cambió de forma significativa durante la "egunda #uerra

$undial cuando surgió, por razones obvias, una enorme necesidad de gasolina de aviación

de alto octana!e %los aviones militares de la poca estaban en su mayor parte e&uipados con

motores de pistones recíprocos &ue utilizaban gasolina de alto octana!e, en lugar de motores

a reacción &ue utilizan &ueroseno'. (na de las respuestas a esta necesidad de gasolina de

alto octana!e fue el desarrollo de una unidad de conversión de la refinería) la unidad de

al&uilación de *cido fluor+ídrico %-'. La unidad de al&uilación de - %-(' sigue siendo

de importancia clave en nuestros días. esempeña un papel crítico al proporcionar uno de

los principales materiales de aportación al producto final del con!unto de mezcla de

gasolinas. "u importancia +a crecido con!untamente con las cada vez m*s numerosas

unidades de crac/ing catalítico en lec+o fluido %-' en las refinerías. El - añade valor a los productos finales pesados de la destilación de crudo al romper catalíticamente los

materiales pesados en productos m*s ligeros tales como petróleo de ciclo ligero y gasolina

-, &ue se pueden utilizar directamente o despus de un +idrotratamiento en operaciones

de mezcla del producto final. El inconveniente de este proceso es &ue en las operaciones de

- tambin se producen olefinas ligeras, especialmente buteno y propeno. 1stas, por sus

características intrínsecas, no sirven como materia prima. e modo similar, en cual&uier 

 proceso de destilación de crudo se tiende a producir un eceso de productos finales ligeros,

como el butano, &ue son de uso limitado. El nbutano se puede convertir f*cilmente en

isobutano, y en esta forma se une a las olefinas c3 ó c4 de - %buteno o propeno' como

materias primas combinadas para la unidad de al&uilación de -. La unidad de al&uilación

de - cumple la importante función de convertir estos subproductos en al&uilato de alto

valor, &ue se utiliza como componente de mezcla de la gasolina. Esta operación,

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valiosísima desde el punto de vista económico, de eliminar las olefinas c4 del - y los

isoalcanos c4 de la unidad de destilación de crudo de petróleo y convertirlos, mediante el

 proceso catalítico de al&uilación del - %una reacción -riedelrafts modificada' en

isooctanos, sigue siendo de enorme importancia en el refino de petróleo. Los isooctanos

%al&uilatos' son el componente m*s valioso de los &ue intervienen en la mezcla de la

gasolina en el conteto actual de combustibles limpios y preocupación por el medio

ambiente. 5ienen altos 678 y $78 %octana!e medido en laboratorio y octana!e probado en

un motor est*tico, respectivamente', ba!o contenido de azufre, ba!a presión de vapor 6eid

%69:' y un contenido de arom*ticos pr*cticamente nulo. "on los componentes perfectos de

las gasolinas. En los ;ltimos &uince años, los re&uisitos de formulación de las gasolinas,

estipulados por los organismos medioambientales de las administraciones de casi todo el

mundo %pero lideradas por la (nión Europea y los Estados (nidos', se +an +ec+oconsiderablemente m*s severos. La eigencia de menor contenido de azufre, de benceno,

de arom*ticos, menor 69: y menor índice de mane!abilidad %una combinación de

 propiedades de destilación del combustible', limita seriamente las opciones de las

compañías de refino en sus operaciones de mezcla del producto final, la gasolina. Los dos

cambios m*s recientes y &ue probablemente +ayan tenido un mayor impacto en el con!unto

de las gasolinas +an sido la eliminación del $5

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 p;blica y reglamentaria sobre el uso del *cido fluor+ídrico se combinan para &ue el

funcionamiento fiable y eficiente de las -( sea de importancia crítica para la reputación

general y la rentabilidad de las refinerías de petróleo. El funcionamiento eficiente de una

-( es una tarea difícil, sometida al rgimen de eplotación m*s duro. Esto se debe a

diversas limitaciones y cuestiones operativas específicas del sector &ue eigen el m*imo

esfuerzo a la capacidad de proceso de la planta.

Aspectos operativos

Las -( deben ser capaces de tratar materias primas cuyos niveles de contaminación,

composición de +idro carburos y volumen varían constantemente debido a aspectos

comple!os del funcionamiento en etapas previas del proceso.

Los operadores se enfrentan al difícil reto de minimizar el reciclado de i4 y los costes dela instalación asociados, mientras producen al&uilato de la calidad deseada con un consumo

mínimo de *cido. Las unidades se deben eplotar de manera segura, a pesar del riesgo

siempre presente de escape de *cido, corrosión acelerada de los e&uipos y la consiguiente

emisión de -. Las eigencias &ue pesan sobre las unidades de al&uilación de - son

mayores debido a las constantes tendencias en la industria petrolífera.

Tendencias de la industria

La continua epansión de unidades de - y la introducción de nuevos catalizadores de

crac/ing para satisfacer la creciente demanda de gasolina contribuyen tambin a una mayor 

 producción de la materia prima de al&uilación. La tendencia continua de mayor crac/ing de

residuos y de una mayor capacidad produce una materia prima de al&uilación m*s comple!a

y problem*tica. ay un creciente inters en el procesado de olefinas > como medio de

devolver componentes vol*tiles al con!unto de gasolinas, al tiempo &ue aumentan los

vol;menes de producto. La cada vez m*s estricta legislación sobre la calidad de gasolina

limita a;n m*s el uso de algunos componentes actuales de mezcla. ada uno de stos

re&uiere &ue la unidad de al&uilación de - sea m*s fleible al tratar m*s materias primas

diferentes, al tiempo &ue mantiene la eficiencia de la unidad y la calidad del al&uilato. Las

características ideales de mezcla del al&uilato le convierten en un elemento esencial para

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alcanzar los ob!etivos de beneficio de la refinería y para cumplir con la legislación de

calidad del combustible.

Objetivos operativos

Optimización de la calidad delalquilato: el 678, la 69: y las propiedades de destilación

del producto  de al&uilato de la -( son fundamentales   para su utilización en la

subsiguiente mezcla de gasolinas.

Estos par*metros est*n influenciados por la pureza catalítica del -, y en concreto por el

contenido de agua, &ue se debe optimizar dentro de una ventana de operación adecuada. El

contenido de agua de la corriente de reciclado del - puede provocar contaminación, por lo

&ue se debe identificar y actuar inmediatamente sobre dic+a corriente.

 Mitigación de la corrosión: la mitigación de la corrosión impone unos límites inferiores

muy estrictos en la pureza del *cido - y unos límites superiores tambin muy severos en

el contenido de agua. $anteniendo estos límites dentro de unas ventanas operativas se

amplía el tiempo de respuesta de la -(, se reducen de forma significativa los costes de

mantenimiento y se limita el riesgo de liberación de - al medio ambiente.

Consumo de ácido HF: la correcta operación de la -( depende de +aber separado con

ito los productos de +idrocarburos del *cido catalítico en el tan&ue de *cido. "i eiste un

incremento de subproducto de petróleo soluble en *cido %="7' y se consume *cido -

%reduciendo así la fuerza del *cido', el proceso puede fallar, con el consiguiente consumo

r*pido del *cido restante, lo &ue se conoce como fuga de *cido. (n +ec+o así es sumamente

costoso, aun&ue es un riesgo inevitable en la eplotación de una -(. (na cuidadosa

observación de la fuerza del *cido y del porcenta!e del subproducto ="7 puede reducir 

significativamente la probabilidad de un +ec+o de este tipo.