【Noticias químicas – Alquilación】Nuevos avances en la tecnología de alquilación en los últimos años

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La última edición de este mensaje fue realizada por Xiao Gong 1985 el 9 de junio de 2016, a las 08:01. Según un artículo publicado en la revista estadounidense “Chemical Engineering” en mayo de 2016, la alquilación es una técnica de refino cada vez más importante. Consiste en la reacción de olefinas de bajo carbono con isobutano para obtener isómeros de trimetilpentano, es decir, aceites alquilados, que pueden utilizarse como componentes en la mezcla de gasolina limpia. El aceite alquilado es un componente de alta calidad para la gasolina: tiene un alto número de octano, una baja presión de vapor, poco azufre y no contiene aromáticos. La demanda de aceites alquilados está en aumento, principalmente debido a la necesidad de más gasolina para el crecimiento económico, a la implementación obligatoria de estándares más estrictos para la gasolina, a los requisitos que exigen una reducción en la cantidad de componentes de alto octanaje como los aromáticos y los olefinos en la gasolina, y a la necesidad de motores de alto rendimiento. La restricción estricta del contenido de azufre en la gasolina requiere un tratamiento de hidrogenación más riguroso, lo que provoca una disminución en el número de octanos de la gasolina. El aceite alquilado es un componente de mezcla con alto número de octano y bajo contenido de azufre, capaz de aumentar el número de octano de la gasolina final. Otro factor es que en los yacimientos de esquisto de Estados Unidos se puede obtener butano a bajo costo, lo que proporciona una gran cantidad de materia prima económica para la alquilación. En los últimos meses se han observado avances en la tecnología de alquilación con catalizadores ácidos sólidos. Los catalizadores ácidos sólidos, fruto de años de desarrollo, ya pueden sustituir a los catalizadores ácidos líquidos dañinos y corrosivos (ácido fluorhídrico y ácido sulfúrico). En la conferencia AFPM de este año, la empresa CB&I presentó los avances del primer sistema a escala industrial para la producción de catalizadores ácidos sólidos utilizados en procesos de alquilación. Este sistema fue instalado en la empresa Zibo Haiyi Fine Chemicals, una filial de Hui Feng Petrochemicals en Shandong, China. Comenzó a operar en agosto de 2015. El dispositivo utiliza la tecnología AlkyClean, desarrollada en colaboración por CB&I, Yabao y la empresa finlandesa Neste. Su capacidad de producción de aceites alquilados es de 2700 barriles por día (100 mil toneladas al año). La empresa CB&I afirma que, hasta el momento, todo el funcionamiento de este equipo instalado en Shandong ha cumplido con los valores esperados. Desde su puesta en producción, se ha comprobado que la calidad de los productos a base de aceites alquilados es muy buena. El índice de octano según el método de investigación está entre 96 y 98, lo cual es significativamente más alto que el índice de octano de los aceites alquilados convencionales. El estudio del índice de octanaje es un indicador importante del valor de los aceites alquilados como componentes para la mezcla de gasolina. La tecnología AlkyClean utiliza el catalizador AlkyStar, desarrollado por la empresa Avon, que se trata de un catalizador de zeolita de lecho fijo, resistente y duradero. Este catalizador, combinado con el novedoso proceso de reactor de la empresa CB&I, permite que el proceso AlkyClean produzca productos de aceite alquilado de alta calidad sin necesidad de utilizar catalizadores ácidos líquidos, lo que hace que el proceso sea más seguro y fiable. Dado que no se necesita un proceso de post-tratamiento y no hay residuos de aceite solubles en ácidos, se trata de una tecnología muy eficaz para la producción de aceites alquilados. En febrero de este año, la empresa KBR anunció que se había firmado el primer contrato de transferencia de tecnología relacionado con su tecnología de alquilación con ácidos sólidos K-SAAT. La empresa que firmó el contrato con KBR fue Dongying Haikelerin Chemical Co., Ltd., para construir una planta de producción en la ciudad de Dongying. La empresa KBR ofrece tecnologías patentadas, diseño de procesos básicos, equipos clave y catalizadores. Se espera que este conjunto de dispositivos entre en funcionamiento en el primer trimestre de 2017. La característica del proceso K-SAAT es el uso de un catalizador ácido sólido llamado ExSact. Se trata de un catalizador de zeolita mejorado que actualmente se puede adquirir comercialmente; en comparación con los catalizadores ácidos líquidos, representa un riesgo mucho menor para el ser humano y el medio ambiente. Esta ventaja, sumada a la menor inversión en construcción, son los principales factores que influyeron en la decisión de la empresa Haike de optar por el proceso K-SAAT en lugar de la tecnología convencional de alquilación con ácido sulfúrico. Gautham Krishnaiah, gerente de tecnología de craqueo catalítico y alquilación en la empresa KBR, afirmó que los costos operativos de los dispositivos de alquilación que utilizan catalizadores ácidos sólidos son también menores, ya que los costos de mantenimiento de estos dispositivos son bajos, y además no se necesita sistema de refrigeración en los dispositivos de alquilación con ácido sulfúrico. Además, no se necesita la regeneración de ácidos líquidos ni el tratamiento de residuos sólidos (neutralización ácido-base). KBR colaboró con Exelus para desarrollar esta tecnología química ecológica. Actualmente, KBR es el único licenciatario del catalizador ExSact de la empresa Exelus. El proceso K-SAAT utiliza dos reactores: uno para la alquilación y otro para la regeneración o como reserva. Se utiliza hidrógeno para regenerar completamente el catalizador; durante este proceso, el coque blando (diferentes hidrocarburos altamente insaturados) y los contaminantes adsorbidos en el catalizador son eliminados y expulsados. El catalizador ExSact, ya desarrollado con éxito, es superior en muchos aspectos a los catalizadores ácidos líquidos y a otros catalizadores ácidos sólidos. Para mejorar la selectividad del producto, se optimizaron tanto los centros ácidos del catalizador como su estructura porosa. En comparación con otros catalizadores ácidos sólidos, el ciclo de operación para la alquilación con el catalizador ExSact es ligeramente más largo ； La flexibilidad en cuanto a la fuente de los materiales primarios y sus componentes (el etileno, el propileno, el butileno y el pentileno pueden utilizarse como olefinas) es muy grande. A diferencia de esto, en el proceso de alquilación de ácidos líquidos no se puede utilizar etileno para la alquilación, ya que esto genera ésteres estables. Además, el proceso de ácidos sólidos de la empresa KBR cuenta con una excelente capacidad para resistir los contaminantes presentes en las materias primas, como la humedad, el azufre, los dienos, los compuestos oxidados y los nitrilos. Avances en la tecnología de alquilación con catalizadores de ácido sulfúrico: La aparición de procesos de alquilación con ácidos sólidos a escala industrial ya no ha podido detener las innovaciones en el uso de dispositivos de alquilación con catalizadores de ácido líquido. La empresa DuPont está utilizando su tecnología de alquilación con ácido sulfúrico en algunos materiales únicos. En marzo de este año, la empresa DuPont anunció que había firmado un contrato con una refinería china para suministrarle un sistema de alquilación que utiliza 100% de buteno como materia prima. Jeannie Branzaru, gerente mundial de ventas de tecnologías de limpieza en DuPont, afirmó que la base química relacionada con las nuevas técnicas de alquilación desarrolladas por DuPont ya existe desde hace tiempo. Las condiciones económicas actuales son favorables para utilizar butano en la producción de aceites alquilados, o lo que se conoce como tecnología de “alquilación especializada”. Este proceso de procesamiento único no era rentable en el pasado. Branzaru afirmó que muchas empresas pueden adquirir butano de bajo valor a bajo precio en el mercado abierto; posteriormente, lo procesan en instalaciones de deshidrogenación para obtener isobuteno. Este isobuteno se utiliza luego en instalaciones de alquilación para producir aceites alquilados de alto valor. Pero la tecnología de DuPont no se limita al butano; también puede procesar concentraciones muy altas de propileno y 100% de penteno. La empresa china Dalian Hengli Petrochemical ha firmado un contrato con la compañía DuPont para obtener tecnología de alquilación y regeneración de ácidos residuales (SAR), con el fin de instalar instalaciones de producción en la nueva refinería que se construirá en la zona industrial del puerto de Changxing Island. Actualmente, la empresa Hengli Petrochemical planea comenzar la construcción en 2018, con una fecha de puesta en marcha prevista para 2019. La compañía DuPont utilizará su propia tecnología de alquilación Stratco y de regeneración de ácidos residuales MECS. La adopción de la tecnología de DuPont en las empresas integradas de refinación y procesamiento permitirá a Hengli producir productos de aceite alquilado de alta calidad a partir de un 100% de isobuteno como materia prima. Kevin Bockwinkel, gerente comercial global de la tecnología Stratco en DuPont, afirmó que “los equipos de Hengli cuentan con materias primas únicas, lo que marca el inicio de una nueva era para los aceites alquilados en el mercado de la gasolina. De hecho, el número de equipos utilizados para producir aceites alquilados a partir de butano está aumentando en todo el mundo”. La planta de alquilación de Hengli utilizará la tecnología patentada XP2 de DuPont en los reactores de contacto Stratco. Bockwinkel afirma que el diseño de la tecnología XP2 permite utilizar de manera muy eficaz las superficies de transferencia de calor de los tubos, lo que, gracias a ventajas técnicas significativas, mejora la calidad del producto obtenido a partir del alquilado del petróleo.