CARACTERÍSTICAS DE LA MATERIA PRIMA Y EL
PRODUCTO
DESCRIPCIÓN DE LA MATERIA PRIMA 
ETANO
Teóricamente el etano constituye la alimentación más deseable para la obtención de etileno, mediante el craqueo con vapor de agua.
El etano es un hidrocarburo
alifático alcano con dos átomos de carbono, de fórmula C2H6.
En condiciones normales es gaseoso y un excelente combustible. Su punto de ebullición está en -88 °C. Se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural.
Importancia de la materia prima
El etano es una de
las mejores materias primas para el proceso de craqueo térmico
debido a su alta selectividad de etileno en comparación con otros más pesado con fin de parafinas.
debido a su alta selectividad de etileno en comparación con otros más pesado con fin de parafinas.
Generalidades de obtención de la materia prima
La Planta de Gran Chaco es la más grande hasta el momento en Bolivia y
ha sido construida por la empresa española Técnicas Reunidas (TR), líder en el
campo de la ingeniería y plenamente comprometida con el desarrollo del país. El
objetivo de la Planta es procesar la corriente de gas natural que Bolivia
exporta a Argentina por el gasoducto de Integración Juana Azurduy (GIJA), y
separar de la corriente de gas los productos: Etano, Gas Licuado de Petróleo
(Propano + Butano), Isopentano y Gasolina Natural Estabilizada. El etano que se
extrae servirá de materia prima para una potencial futura petroquímica
(Polietileno) que está en el Plan de Inversiones 2015-2020 del Gobierno por lo
que por el momento la planta de Gran Chaco no va a extraer el etano ya que aún
no existe el consumidor, aunque TR lo va a dejar operativo.
Productividad
Una vez que Gran
Chaco entre en funcionamiento formal procesará 32,2 millones de metros cúbicos
día (MMmcd) de gas natural, para producir 2.247 toneladas métricas día de GLP
(Propano + Butano) y 3.144 toneladas métricas día de etano.
Además se suma la
producción de 1.044 barriles de isopentano y 1.658 barriles diarios de gasolina
natural, de acuerdo a datos oficiales. Generará insumos como etano para
plásticos blandos y propano para plásticos duros con destino al complejo
petroquímico.
Gran Chaco garantiza
el abastecimiento interno, pero también incrementará en gran medida la
exportación de Gas Licuado de Petróleo (GLP), ya que esa factoría es seis veces
más grande que la instalada en Río Grande (Santa Cruz) y la tercera con mayor
capacidad de producción de Sudamérica.
PROPANO
Propano es un alcano formado por 3 átomos de carbono y 8 átomos de hidrógeno, su fórmula es C3H8,
en 1910 se identificó como componente volátil en la gasolina, por el Dr. Walter Snelling de la oficina de minas de Estados Unidos.
El propano, derivado del petróleo crudo o gas natural en bruto, es un
gas con el que muchas personas están familiarizadas, ya que se utiliza en las
parrillas de gas. El propano también se utiliza en los sopletes, estufas
portátiles y de calefacción residencial. Su fórmula química es C3H8, lo que
significa que tiene tres átomos de carbono unidos entre sí en una cadena
rodeada por átomos de hidrógeno. El propano se almacena en tanques de acero a
presión en forma líquida. A medida que se libera desde el tanque, se convierte
en su estado gaseoso.
Obtención
El propano es obtenido del gas natural o de los gases de los procesos de
cracking producidos en las instalaciones petroquímicas, es un subproducto del
procesamiento del gas natural y de la refinación del petróleo se produce en la
cantidad de 1.856 toneladas métricas diarias.
Propiedades
físicas y químicas: En condiciones normales
-
Es un gas, incoloro y fácilmente inflamable.
-
Olor fuerte, parecido al de los disolventes.
-
Punto de ebullición de - 42.1 °C.
-
Punto de fusión de - 187.65 °C.
-
El gas propano mezclado con aire puede ser explosivo.
GENERALIDADES DEL PRODUCTO
ETILENO
El etileno o eteno es un
compuesto químico orgánico formado por dos átomos de carbono enlazados mediante
un doble enlace.
Es uno de los productos químicos
más importantes de la industria química, siendo el compuesto orgánico más
utilizado en todo el mundo.
El etileno es conocido como un componente
bajo para muchas industrias
petroquímicas debido a su costo bajo y alto
pureza. Además, el etileno reacciona con otros componentes del costo bajos como oxígeno, agua y produce los químicos
útiles.
En condiciones
normales se encuentra en estado gaseoso, con un característico aroma no
desagradable. Puede considerarse como uno de los compuestos químicos de mayor
importancia para la industria.
-
Es ligeramente
soluble en agua.
-
Arde con una llama
brillante.
-
Se produce
comercialmente mediante "cracking" de petróleo y a partir del gas
natural.
-
En agricultura se
utiliza como colorante y agente madurador de muchos frutos.
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Usos y aplicaciones del etileno.
El etileno ocupa el segmento más
importante de la industria petroquímica y es convertido en una gran cantidad de
productos finales e intermedios como plásticos, resinas, fibras y elastómeros
(todos ellos polímeros) y solventes, recubrimientos, plastificantes y
anticongelantes.
A continuación haremos una descripción
de los compuestos que se obtienen industrialmente a partir del etileno y sus
usos
3.1.1. PROPILENO
El propileno o propeno (H2C=CH–CH3) es un hidrocarburo perteneciendo a los alquenos, incoloro e inodoro. Es un homólogo del etileno. Como todos los alquenos presenta el doble
enlace como grupo funcional. Es el segundo compuesto más utilizado en la
industria química en todo el mundo.
A temperatura ambiente y presión atmosférica, propeno es un gas, y como
con muchos otros alquenos, también es incoloro con un olor débil pero
desagradable.
Propeno tiene una mayor densidad y punto de ebullición de etileno debido
a su mayor masa. Carece de enlaces fuertemente polares, sin embargo, la
molécula tiene un pequeño momento dipolar debido a su simetría reducido.
Propiedades
fisicoquímicas
-
Masa molecular:
42,1 g/mol
-
Punto de fusión:
–185,3 °C- Punto de ebullición: –48 °C
- Temperatura de ignición: 460 °C
- Presión de vapor a 20 °C: 10.200 hPa
- Concentración máxima permitida en los lugares de trabajo: 500 ppm (VLA-ED, ACGIH-2008).
-
Límites de
explosividad: 2,0 - 11,1% de propeno en el aire.
Obtención
Metátesis de olefinas, también conocido como de
desproporción, es una reacción reversible entre etileno y butenos en el que los
dobles enlaces se rompen y luego reformarse para formar propileno. Se consiguen
rendimientos de propileno de aproximadamente el 90% en peso.
Deshidrogenación de propano convierte el propano en
propileno e hidrógeno subproducto. El rendimiento de propileno a partir de
propano es de aproximadamente 85% en peso. Subproductos de la reacción por lo
general se utiliza como combustible para la reacción de deshidrogenación de
propano. Como resultado, propileno tiende a ser el único producto, a menos que
exista demanda local de hidrógeno.
El proceso
también produce agua como subproducto. El gas de síntesis se produce a partir
de la reformación de gas natural o por la reformación de vapor inducida de
productos derivados del petróleo tales como nafta, o por la gasificación de
carbón. Se requiere una gran cantidad de metanol para hacer una escala mundial
de etileno-y/o planta de propileno.
Olefinas
Cracking incluye una amplia gama de tecnologías que convierten catalíticamente
grandes moléculas de olefinas en su mayor parte de propileno y pequeñas
cantidades de etileno
Aplicaciones
El
propeno es el producto de partida en la síntesis del polipropileno.
La
adición de agua en condiciones polares da iso-propanol que puede ser oxidado a
la acetona. En condiciones radicalarias se obtiene n-propanol.
DESCRIPCION DEL PROCESO DE OBTENCION DE ETILENO
HORNO DE PIROLISIS
El etano y propano es
mezclado con vapor de agua y se introducen a un reactor tubular a condiciones
de altas temperaturas, bajas presiones y tiempos de residencia pequeños. El
vapor de agua se utiliza para favorecer la conversión a etileno, ya que
disminuye la presión parcial del hidrocarburo, y para disminuir la formación de
coque.
Para obtener estas
materias la industria petroquímica utiliza los procedimientos del “cracking”
(ruptura de moléculas pesadas en moléculas más ligeras), la descomposición por
acción del calor y ausencia de oxigeno se denomina pirolisis. La pirolisis en
alcanos se conoce generalmente como steam cracking o craqueo térmico con vapor.
La reacción de craqueo de hidrocarburos es una reacción endotérmica. Esta
energía se suministra principalmente a través de hornos calentados con
quemadores.
-
Corrientes
de alimentación del horno de pirolisis
El
proceso para la obtención del Etileno comienza con dos alimentaciones previas
que se realizan al horno, las mismas se muestran a continuación:
Corriente de alimentación de
etano y propano
Se alimenta a esta corriente 70% de etano y
30% de propano, con las siguientes
condiciones de operación
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