Capítulo 6 Derivados del Gas de Síntesis
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DERIVADOS DEL GAS DE SÍNTESIS
Amoniaco
Necesidades en la agricultura y otros campos importantes para el ser humano.
En el comienzo de este siglo, el amoníaco se había generado como subproducto en los hornos de coque y del trabajo con gas. En estas industrias, el amoníaco se forma
durante la destilación de carbón.
Amoniaco
La dificultad en la síntesis de amoníaco es que el nitrógeno es muy estable e inerte
Value (KJ/mol)
Compare with (KJ/mol)
Bond dissociation energy 945 C-H in CH4: 439
Ionization enthalpy 1503 O2: 1165
Electron affinity 34900 O2: 43
Energy Data for Nitrogen
Amoniaco
Primera gran síntesis en la industria química a alta presión (> 100 bar) y Temperatura alta (670 a 870 K).
Históricamente, junto a la producción de metanol, los procesos más importantes de síntesis a partir del gas de
síntesis.
N2 + 3H2 2NH3 ΔH ° 298 = -91,44 kJ / mol
Amoniaco
Haber encontrado que una temperatura de 1290 K, la fracción de
NH3 y en mezcla en equilibrio de N2, H2 y NH3 (N2: H2 1:3) era sólo
un 0,01%
Haber logro extrapolar estos datos a bajas Temperaturas, y
llegó a la conclusión de que por lo tanto un proceso industrial
era viable, si los catalizadores adecuados se podrían llegar a
desarrollar
Amoniaco
El grupo de BASF probó más de 6500 catalizadores
y descubrió que un catalizador a base de hierro
presenta una actividad catalítica superior.
Amoniaco
Amoniaco
El reformado con vapor de gas natural, seguido por un
reformador auto-térmico con aire, se emplea con mayor
frecuencia en plantas de amoníaco y representa
aproximadamente el 80% de la producción de amoníaco
N2
H2
AIRE
GAS DE SINTESIS
Amoniaco
Termodinámica
Claramente, las
condiciones favorables
son Temperatura baja
y alta presión
Amoniaco
Termodinámica
limitaciones cinéticas: a Temperaturas por debajo de
aproximadamente 670 k, la tasa de reacción es muy
baja
Temperatura: 675 K (entrada); 720-770 K (salida).
Presión: 100-250 bar.
Temperatura: 675 K (entrada); 720-770 K (salida).
Presión: 100-250 bar.
Amoniaco
1 - En la llamada sección de enfriamiento del reactor, el gas de
alimentación frio se añade a diferentes alturas del reactor.
2 - El calor producido se retira entre los lechos de catalizador por
intercambiadores de calor. Por lo tanto: el calor se recupera en la
más alta temperatura posible.
Reacción exotérmica Calor
Reactores comerciales de síntesis de amoníaco
Amoniaco
ICI
Reactores comerciales de síntesis de amoníaco
Amoniaco
Reactores comerciales de síntesis de amoníaco
Kellogg
El patrón de flujo en este reactor se mantiene igual que en el convertidor vertical, excepto que una gran área de sección transversal es posible, proporcionando una caída de presión reducida y el tamaño de partícula de catalizador.
Kellogg también ha diseñado un convertidor horizontal, para la capacidad
de la planta de más de 1700 t / d, el cual se muestra en la figura:
Kellogg también ha diseñado un convertidor horizontal, para la capacidad
de la planta de más de 1700 t / d, el cual se muestra en la figura:
AmoniacoAmoniaco
Sin embargo, existen otros rectores donde la caída de presión es menor, tal es el caso del reactor diseñado por Haldor
Topsoe , el cual se observa en la figura:
Sin embargo, existen otros rectores donde la caída de presión es menor, tal es el caso del reactor diseñado por Haldor
Topsoe , el cual se observa en la figura:
-Dos lechos de catalizador anulares se aplican y el gas fluye radialmente.
-El gas pasa hacia abajo alrededor de la cama inferior a fluir hacia el interior radialmente junto con el gas Quenech.
-El flujo radial reduce la caída de presión y permite partículas más pequeñas y el área más catalítica por unidad de volumen de reactor.
AmoniacoAmoniaco
Por otra parte, existe otro tipo de reactor donde el calor se recupera a la temperatura más alta posible. Este se evidencia en la figura:
Por otra parte, existe otro tipo de reactor donde el calor se recupera a la temperatura más alta posible. Este se evidencia en la figura:
-Constituye un reactor de lecho donde el catalizador se enfría por intercambiadores de calor.
-Una desventaja es que el coste de la inversión es mayor debido al coste de los intercambiadores de calor entre etapas.
AmoniacoAmoniaco
Planta de amoniaco integrado:Planta de amoniaco integrado:
La figura muestra un ejemplo de una planta de amoníaco integrado
AmoniacoAmoniaco
La capacidad de producción de amoníaco es generalmente estandarizado a una producción de 1360 toneladas / día.El reformador secundario opera a una temperatura entre 1100 y 1270 K y una presión cercana a la del reformador primario, aproximadamente 30 bar.El CO2 y CO restantes se eliminan por reacción con hidrógeno para producir metano y agua en un paso metanización.-El gas de síntesis a continuación, se comprime y se convierte en el reactor de síntesis de amoníaco.
Existes diversas disposiciones de bucle de síntesis:
AmoniacoAmoniaco
-En los cuatro casos, la mezcla que sale del reactor se separa en un condensador que elimina el amoníaco en el estado líquido. -Para la figura (a): el resultado es el menor contenido de amoníaco en la entrada del reactor y la concentración máxima de amoníaco para la condensación.
-Figura (b): Se tiene la desventaja de que el amoníaco producido en el reactor tiene que ser comprimido junto con el gas de reciclo.
-Figura (c): el amoníaco se condensa a baja presión, lo que resulta en una mayor concentración de amoníaco en la corriente de gas, y por lo tanto a la entrada del reactor.
-Figura (d): La desventaja de este esquema es la necesidad de un condensador adicional.
AmoniacoAmoniaco
Aplicaciones del amoniacoAplicaciones del amoniaco
Producción de aminas, nitrilos y compuestos
orgánicos de nitrógeno
Producción de aminas, nitrilos y compuestos
orgánicos de nitrógeno
fertilizantes de nitrógenofertilizantes de nitrógeno fertilizantes sólidos fertilizantes sólidos
Nitrato de amonio, sulfato de amonio y fosfatos de amonio
Nitrato de amonio, sulfato de amonio y fosfatos de amonio
Amoniaco
Membrana basada forma H2 recuperación de la purga
Membrana basada forma H2 recuperación de la purga
Diagrama de flujo de hidrógeno en la síntesis de amoniaco
AmoniacoAmoniaco
Producción de UreaProducción de Urea
AmoniacoAmoniacoDióxido
de Carbono
Dióxido de
Carbono
TermodinámicaTermodinámica
Carbamato de amonio
UreaUrea
La reacción secundaria más importante es la formación de biuret
Tanto la conversión de CO2 y el rendimiento de la urea como una función de la
temperatura pasar por un máximo se encuentra entre
450 y 480 ° K
Tanto la conversión de CO2 y el rendimiento de la urea como una función de la
temperatura pasar por un máximo se encuentra entre
450 y 480 ° K
El aumento de la relación NH3/CO2 conduce a una
mayor conversión de CO2 (pero una menor conversión de NH3)
El aumento de la relación NH3/CO2 conduce a una
mayor conversión de CO2 (pero una menor conversión de NH3)
Biuret es perjudicial para los cultivos ya en concentraciones muy bajas por lo que su formación debe ser minimizado
Biuret es perjudicial para los cultivos ya en concentraciones muy bajas por lo que su formación debe ser minimizado
UreaUrea
CinéticaCinética
carbamato de conformacióncarbamato de conformación UreaUrea
Se produce rápidamente al aumentar la temperatura
Se produce rápidamente al aumentar la temperatura
El carbamato de urea-conversión es mucho más lenta que la formación de carbamato:
temperaturas de más de 420 ° K
El carbamato de urea-conversión es mucho más lenta que la formación de carbamato:
temperaturas de más de 420 ° K
velocidad de reacción lo suficientemente altavelocidad de reacción lo suficientemente alta
UreaUrea
Los Procesos ConvencionalesLos Procesos Convencionales
El manejo eficiente de los gases procedentes de
la etapa de descomposición de
carbamato
El manejo eficiente de los gases procedentes de
la etapa de descomposición de
carbamato
Bajas temperaturas favorece a la
formación de Biuret
Bajas temperaturas favorece a la
formación de Biuret
El principal desafíoEl principal desafío El mayor problemaEl mayor problema
Los reaccionantes no convertidos fueron utilizados en los procesos aguas abajo, por ejemplo en la producción
de nitrato de amonio y ácido nítrico.
Los reaccionantes no convertidos fueron utilizados en los procesos aguas abajo, por ejemplo en la producción
de nitrato de amonio y ácido nítrico.
UreaUrea
proceso de producción de urea para L, líquidos: el gas G
Los Procesos de Reciclaje TotalLos Procesos de Reciclaje Total
Reciclado de la mezcla NH3/CO2 Reciclado de la mezcla NH3/CO2
La recompresión a la presión de reacción se requiere, que daría lugar a la recombinación de NH3 y CO2 para formar carbamato
líquido (o carbamato sólido a temperatura más baja)
La recompresión a la presión de reacción se requiere, que daría lugar a la recombinación de NH3 y CO2 para formar carbamato
líquido (o carbamato sólido a temperatura más baja)
La separación de NH3 y el CO2 y reciclar por separadoLa separación de NH3 y el CO2 y reciclar por separado
Solventes ácidos como NH4NO3 absorben
selectivamente amoníaco
Solventes ácidos como NH4NO3 absorben
selectivamente amoníaco
disolventes alcalinos, tales como las aminas
acuosas absorben selectivamente el CO2.
disolventes alcalinos, tales como las aminas
acuosas absorben selectivamente el CO2.
UreaUrea
Proceso de reciclaje para la producción de urea-reciclaje separados de NH3 y el CO2.Proceso de reciclaje para la producción de urea-reciclaje separados de NH3 y el CO2.
Proceso en el que el amoníaco es absorbida selectivamente.
UreaUrea
Combinación de reducción de presión y
calentamiento
Combinación de reducción de presión y
calentamiento
La disminución de la concentración de CO2 o
NH3 en la solución
La disminución de la concentración de CO2 o
NH3 en la solución
Los reaccionantes no convertidos son
principalmente reciclados a través de la fase gaseosa
Los reaccionantes no convertidos son
principalmente reciclados a través de la fase gaseosa
Procesos de desorciónProcesos de desorción
Descomposición de carbamato Descomposición de carbamato
UreaUrea
Proceso de extracción de CO2 para la producción de urea
UreaUrea
StripperStripper
UreaUrea
Pool ReactorPool Reactor
UreaUrea
Síntesis de MetanolSíntesis de Metanol
Fuente: Plan Nacional del Sector Petroquímico. Agosto 2005
Ubicación en la Cadena Petroquímica Ubicación en la Cadena Petroquímica
METANOLMETANOL
Fuente: Plan Nacional del Sector Petroquímico. Agosto 2005
Cadena Petroquímica Simplificada Cadena Petroquímica Simplificada de Plásticos en el país de Plásticos en el país
METANOLMETANOL
• Reacciones Involucradas:– Formación del Metanol
– Reacción de desplazamiento
CO+ 2HCO+ 2H22 CH CH33OH OH ΔΔHH298298°= -90.8 KJ/mol (1) °= -90.8 KJ/mol (1)
CO2 + 3H2 CH3OH + H2O ΔΔHH298298°= -49.6 KJ/mol (2) °= -49.6 KJ/mol (2)
CO+ H2O CO + H2 ΔΔHH298298°= -41 KJ/mol (3) °= -41 KJ/mol (3)
Síntesis de MetanolSíntesis de MetanolMETANOLMETANOL
Síntesis de Metanol: Termodinámica
Fuente: Petrochemical Process . Chauvel/Lefebvre.
METANOLMETANOL
Síntesis de Metanol: Termodinámica
Temp (K)
CO conversión CO2 conversión
Presión (bar) Presión (bar)
50 100 300 50 100 300
525 0.524 0.769 0.951 0.035 0.052 0.189
575 0.174 0.440 0.825 0.064 0.081 0.187
625 0.027 0.145 0.600 0.100 0.127 0.223
675 0.015 0.017 0.310 0.168 0.186 0.260
Fuente: Chemical Process Technology. Moulin/Makee
METANOLMETANOL
Síntesis de Metanol: Termodinámica
Fuente: Chemical Process Technology. Moulin/Makee
METANOLMETANOL
• Catalizadores Alta Selectividad Alta Selectividad
Catalizador original:(ZnO-Catalizador original:(ZnO-CrCr22OO33).).
Activo Activo Temperaturas Temperaturas
Catalizador ModernoCatalizador Moderno::+ Activo + Activo Temperaturas Temperaturas
Gran cantidad de productos
Síntesis de Metanol: Termodinámica METANOLMETANOL
Síntesis de Metanol: Termodinámica
Fuente: Chemical Process Technology. Moulin/Makee
METANOLMETANOL
Síntesis de Metanol: AlimentaciónMETANOLMETANOL
Síntesis de Metanol
METANOLMETANOL
Alta presión
Presión de operación: alrededor de 300bar
Desventajas: Grandes Inversiones. Elevados costos de compresión de gas de síntesis. Grandes cantidades de subproducto debido a la baja selectividad del catalizador. Subproductos: éteres, hidrocarburos y alcoholes grandes.
Presión de operación: alrededor de 300bar
Desventajas: Grandes Inversiones. Elevados costos de compresión de gas de síntesis. Grandes cantidades de subproducto debido a la baja selectividad del catalizador. Subproductos: éteres, hidrocarburos y alcoholes grandes.
METANOLMETANOL
El gas de síntesis se mezcla con el gas de reciclo la mezcla. La mezcla se calienta por intercambio de calor con el efluente del reactor. Al rededor del 40% de la corriente se envía al reactor, es resto se utiliza como gas de enfriamiento. La separación de gas/ liquido se lleva a cabo en un recipiente bajo presión. El gas se recicla después de purgar una pequeña parte para mantener el nivel de inertes en el reciclo, dentro de los limites
El gas de síntesis se mezcla con el gas de reciclo la mezcla. La mezcla se calienta por intercambio de calor con el efluente del reactor. Al rededor del 40% de la corriente se envía al reactor, es resto se utiliza como gas de enfriamiento. La separación de gas/ liquido se lleva a cabo en un recipiente bajo presión. El gas se recicla después de purgar una pequeña parte para mantener el nivel de inertes en el reciclo, dentro de los limites
METANOLMETANOL
Proceso de Lurgi
METANOLMETANOL
Proceso Hald Topsoe
METANOLMETANOL
Proceso de tres fases
Se aplica en un reactor de lecho fluidizado
El catalizador sólido se suspende en un hidrocarburo liquido inerte
El catalizador sólido se suspende en un hidrocarburo liquido inerte
El catalizador se mantiene en el reactor, y el hidrocarburo liquido, después de la separación de la fase gaseosa, se recicla a través de un intercambiador de calor
El catalizador se mantiene en el reactor, y el hidrocarburo liquido, después de la separación de la fase gaseosa, se recicla a través de un intercambiador de calor
METANOLMETANOL
METANOLMETANOL
Complejo José Antonio Anzoátegui (Estado Anzoátegui)
Empresa Mixta Materia Prima Productos Capacidad Nominal (MTMA)
Superoctanos Metanol, Butanos MTBE 600
Metor Metano Metanol 750
Supermetanol Metano Metanol 770
Plan Nacional del Sector Petroquímico. Versión preliminar. Agosto 2005
PRODUCCIÓN A NIVEL NACIONAL
GasNatural
Metano Metanol
DMT (Cadena Textil)
P-Xyleno +O2 catalizador
MTBE (Aditivo Gasolina)
Butileno
Formaldehido
Eteno, Propeno-H2Ocatalizador
HCN+Acetona
Metil Metacrilato
NH3 catalizador
Metil Aminas
-H2 o + O2
HCl
Cloruro de Metilo
n CO/H2catalizador
Alcoholes
Ácido Acético
Formiato de Metilo COcatalizador
QUÍMICA BASE DEL METANOL
Producción de Metanol en Base a sus Derivados para los Años 2003 y 2008
METANOLMETANOLDERIVADOS DEL METANOL
Plan Nacional del Sector Petroquímico. Versión preliminar. Agosto 2005
El Metanol fresco y reciclo se evaporan, el vapor resultante se combina con el vapor calentándose hasta la temperatura de reacción, la reacción tiene lugar
en un lecho poco profundo, después los gases se enfrían (lo que genera vapor), los gases se alimentan a un absorbedor, después se pasa a una columna de destilación donde se obtiene el formaldehído. El metanol se
recicla al vaporizador
El Metanol fresco y reciclo se evaporan, el vapor resultante se combina con el vapor calentándose hasta la temperatura de reacción, la reacción tiene lugar
en un lecho poco profundo, después los gases se enfrían (lo que genera vapor), los gases se alimentan a un absorbedor, después se pasa a una columna de destilación donde se obtiene el formaldehído. El metanol se
recicla al vaporizador
METANOLMETANOLDERIVADOS DEL METANOL
FORMALDEHÍDO
METANOLMETANOLDERIVADOS DEL METANOL
MTBE
Reacción Química
CH3OH (L) + (CH3)2C=CH2 (L) (CH3)3C OCH3 (L) ΔH°298, liq= -37,5KJ/mol
Alimentación
•Metanol
•Mezcla de Hodrocarburos C4
30% Isobuteno
70% Hidrocarburos inertes
N-butano
Isobutan
o
N-buteno
METANOLMETANOLDERIVADOS DEL METANOL
MTBE
Condiciones de Operación
Temperatura: 320-360K
Presión: 20 bar
METANOLMETANOL
PROCESO DE OBTENCIÓN
Proceso Convencional
DERIVADOS DEL METANOL
MTBE
METANOLMETANOL
PROCESO DE OBTENCIÓN
Destilación Catalítica
DERIVADOS DEL METANOL
MTBE
Fue inventado por los alemanes Fue inventado por los alemanes Frannz Fischer y Hans Tropsch en 1920Frannz Fischer y Hans Tropsch en 1920
Fue inventado por los alemanes Fue inventado por los alemanes Frannz Fischer y Hans Tropsch en 1920Frannz Fischer y Hans Tropsch en 1920
Reacciones DeseadasReacciones DeseadasnCO nCO + (2n+12n+1)HH2 2 → CnH→ CnH22nn+2 +2 + nH+ nH22O O nCO+2nHnCO+2nH22→C→C22HH22n+nHn+nH22O ∆H⁰O ∆H⁰298298<<0<<02CO+4H2CO+4H2 2 → C→ C22HH44+2H+2H22O ∆H⁰O ∆H⁰298298=-211kg/mol=-211kg/mol
Reacciones No Deseadas Reacciones No Deseadas CO+3HCO+3H22 CH CH44+H+H22O(Productor de Metano)O(Productor de Metano) nCO+(2n)H nCO+(2n)H2 2 CnH CnH2+12+1 OH+(n-1)H OH+(n-1)H22O (Producción de Alcoholes)O (Producción de Alcoholes) 2CO C(s)+CO2(Deposicion de Carbono o Solido) 2CO C(s)+CO2(Deposicion de Carbono o Solido)
Reacciones DeseadasReacciones DeseadasnCO nCO + (2n+12n+1)HH2 2 → CnH→ CnH22nn+2 +2 + nH+ nH22O O nCO+2nHnCO+2nH22→C→C22HH22n+nHn+nH22O ∆H⁰O ∆H⁰298298<<0<<02CO+4H2CO+4H2 2 → C→ C22HH44+2H+2H22O ∆H⁰O ∆H⁰298298=-211kg/mol=-211kg/mol
Reacciones No Deseadas Reacciones No Deseadas CO+3HCO+3H22 CH CH44+H+H22O(Productor de Metano)O(Productor de Metano) nCO+(2n)H nCO+(2n)H2 2 CnH CnH2+12+1 OH+(n-1)H OH+(n-1)H22O (Producción de Alcoholes)O (Producción de Alcoholes) 2CO C(s)+CO2(Deposicion de Carbono o Solido) 2CO C(s)+CO2(Deposicion de Carbono o Solido)
CatalizadoresCatalizadores cobalto, hierro y níquel.cobalto, hierro y níquel.AmbienteAmbiente Emisiones de CO₂Emisiones de CO₂
CatalizadoresCatalizadores cobalto, hierro y níquel.cobalto, hierro y níquel.AmbienteAmbiente Emisiones de CO₂Emisiones de CO₂
Condiciones de OperaciónCondiciones de OperaciónP=(20-30)bar T=(200-350°C)P=(20-30)bar T=(200-350°C)T(400°C) Formación de metano T(400°C) Formación de metano
excesivoexcesivo
Condiciones de OperaciónCondiciones de OperaciónP=(20-30)bar T=(200-350°C)P=(20-30)bar T=(200-350°C)T(400°C) Formación de metano T(400°C) Formación de metano
excesivoexcesivo
CinéticaCinéticaLas reacciones principales de Fischer-Tropsch son en realidad Las reacciones principales de Fischer-Tropsch son en realidad reacciones de polimerizacion, consistentes en cinco pasos básicos:reacciones de polimerizacion, consistentes en cinco pasos básicos:
Absorción de CO sobre la superficie del catalizadorAbsorción de CO sobre la superficie del catalizadorIniciación de la polimerización mediante formación de radical Iniciación de la polimerización mediante formación de radical metilo (por disociación del CO e hidrogenación)metilo (por disociación del CO e hidrogenación)Polimerización por condensación (adición de CO y HPolimerización por condensación (adición de CO y H22 y liberación y liberación de agua)de agua)TerminaciónTerminaciónDesorción del productoDesorción del producto
CinéticaCinéticaLas reacciones principales de Fischer-Tropsch son en realidad Las reacciones principales de Fischer-Tropsch son en realidad reacciones de polimerizacion, consistentes en cinco pasos básicos:reacciones de polimerizacion, consistentes en cinco pasos básicos:
Absorción de CO sobre la superficie del catalizadorAbsorción de CO sobre la superficie del catalizadorIniciación de la polimerización mediante formación de radical Iniciación de la polimerización mediante formación de radical metilo (por disociación del CO e hidrogenación)metilo (por disociación del CO e hidrogenación)Polimerización por condensación (adición de CO y HPolimerización por condensación (adición de CO y H22 y liberación y liberación de agua)de agua)TerminaciónTerminaciónDesorción del productoDesorción del producto
UbicaciónUbicación EmpresaEmpresa Fecha de Fecha de arranquearranque
Origen del gas de Origen del gas de síntesissíntesis
Sasolburg Sasolburg (Sudáfrica)(Sudáfrica) Sasol ChemicalsSasol Chemicals 19551955
Hasta 2004: Hasta 2004: carbóncarbón
Desde 2004: gas Desde 2004: gas naturalnatural
Secunda Secunda (Sudáfrica)(Sudáfrica) Sasol SynfuelsSasol Synfuels 19791979 CarbónCarbón
Bintulu (Malaysia)Bintulu (Malaysia) ShellShell 19931993 Gas naturalGas naturalMossel Bay Mossel Bay (Sudáfrica)(Sudáfrica) PetroSAPetroSA 19931993 Gas naturalGas natural
"Oryx" (Qatar)"Oryx" (Qatar) Sasol Chevron y Sasol Chevron y Qatar PetroleumQatar Petroleum 20072007 Gas naturalGas natural
Escravos (Nigeria)Escravos (Nigeria) Chevron y Nigeria Chevron y Nigeria NPCNPC en construcciónen construcción Gas naturalGas natural
"Pearl" (Qatar)"Pearl" (Qatar) Shell y Qatar Shell y Qatar PetroleumPetroleum en construcciónen construcción Gas naturalGas natural
Erdos (Mongolia Erdos (Mongolia Interior, China)Interior, China) YitaiYitai en construcciónen construcción CarbónCarbón
Reactores Usados en la Síntesis Fischer-Tropsch11
Reactor multitubular de lecho fijoReactor multitubular de lecho fijo
•El gas de síntesis no convertido se recicla para mejorar la eliminación de calor•Adecuado para funcionamiento a bajas temperaturas. Máximo 530 K•Reactor de flujo de goteo: los productos formados son líquidos (ceras C19+)
•El gas de síntesis no convertido se recicla para mejorar la eliminación de calor•Adecuado para funcionamiento a bajas temperaturas. Máximo 530 K•Reactor de flujo de goteo: los productos formados son líquidos (ceras C19+)
Reactores Usados en la Síntesis Fischer-Tropsch
22 Reactor de tubo elevador (reactor de ascensoReactor de tubo elevador (reactor de ascenso)
•Se debe evitar la formación de ceras pesadas, porque estas se condensan sobre las partículas de catalizador (defluidización)
•Se utiliza preferiblemente a temperaturas de más de 570 K
•Se debe evitar la formación de ceras pesadas, porque estas se condensan sobre las partículas de catalizador (defluidización)
•Se utiliza preferiblemente a temperaturas de más de 570 K
Reactores Usados en la Síntesis Fischer-Tropsch33 Reactor de Suspensión Reactor de Suspensión
•Catalizador finamente dividido suspendido en un medio líquido
•La temperatura de reacción no debe ser demasiado baja
•A T > 570 K se forman productos menos favorables
•Separación del producto: centrifugación y filtración
•Catalizador finamente dividido suspendido en un medio líquido
•La temperatura de reacción no debe ser demasiado baja
•A T > 570 K se forman productos menos favorables
•Separación del producto: centrifugación y filtración
Características típicas de los tres tipos de reactores
Eliminación de Carbón““La deposición de carbono sobre el catalizador es inevitable”La deposición de carbono sobre el catalizador es inevitable”
Reactor de ascenso Reactor de suspensión
PermitenPermiten Sustituir el catalizador durante el funcionamiento
CUANDO DISMINUYE LA CONVERSIÓN
Reacción: C + 2H2 CH4 ΔHo298 = -75 Kj/mol
Reactor multitubular de lecho fijo
Es imposibleEs imposible Sustituir el catalizador durante el funcionamiento
Procesos a Escala Comercial
PLANTAS
SASOL I (1955)
Utiliza reactores de lecho fijo y reactor de tubo Utiliza reactores de lecho fijo y reactor de tubo elevadorelevador
Puede ser vista como una refinería de carbónPuede ser vista como una refinería de carbón
Utiliza reactores de lecho fijo y reactor de tubo Utiliza reactores de lecho fijo y reactor de tubo elevadorelevador
Puede ser vista como una refinería de carbónPuede ser vista como una refinería de carbón
SASOL II (1980)SASOL III (1983)
Utilizan reactores de ascensoUtilizan reactores de ascensoProducto principal: GasolinaProducto principal: GasolinaProcesamiento de los productos F-T aguas a bajo:Procesamiento de los productos F-T aguas a bajo:•Reformado catalíticoReformado catalítico•AlquilacionesAlquilaciones•HidrotratamientoHidrotratamiento•OligomerizaciónOligomerización•isomerizaciónisomerización
Utilizan reactores de ascensoUtilizan reactores de ascensoProducto principal: GasolinaProducto principal: GasolinaProcesamiento de los productos F-T aguas a bajo:Procesamiento de los productos F-T aguas a bajo:•Reformado catalíticoReformado catalítico•AlquilacionesAlquilaciones•HidrotratamientoHidrotratamiento•OligomerizaciónOligomerización•isomerizaciónisomerización
Diagrama simplificado del procesoDiagrama simplificado del proceso Fischer- Tropsch Sasol IFischer- Tropsch Sasol I
Proceso SMDSProceso SMDSShell Middle Distillate SynthesisShell Middle Distillate Synthesis
Diagrama de bloque simplificado de Diagrama de bloque simplificado de elaboración de productos Sasol II y elaboración de productos Sasol II y
Sasol IIISasol III