Tarea: Isomerizacion Industrial del N-C5 (N-PENTANO) PDF

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Tarea describiendo el prcoeso uso y relacion de la isomerizacion del N-Pentano en la industria y la termodinamica...

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Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas “Isomerización Industrial del N-C5”

Termodinámica Del Equilibrio Químico 2IV45 Profesor: Luis Miguel Rodríguez Otal Alumno: Briones Bustamante Leonardo

Contextualizando la Isomerización y el N-Pentano (N-C5) Para poder hablar sobre la isomerización del N.Pentano primero debemos tener claro y conceptualizar que es la isomerización y el comportamiento o características que posee el NPentano. La isomerización es el proceso químico mediante el cual una molécula es transformada en otra que posee los mismos átomos, pero dispuestos de forma distinta. La isomerización en una variedad de configuraciones de proceso altera el arreglo de átomos para convertir butano normal en isobutano, y pentano y hexano normal en componentes de gasolina de alto octanaje. El Pentano es un hidrocarburo saturado o alcano con fórmula química C5H12 , este se encuentra en forma líquida a temperatura ambiente. La palabra pentano también puede referirse a sus isómeros estructurales, o a una mezcla de ellos. En la nomenclatura de la IUPAC, sin embargo, pentano es el nombre exclusivo del n-pentano. El N-Pentano es de interés para nuestra área de estudio y para un vistazo futuro a a aplicaciones laborales e industriales ya que Él es uno de los agentes espumantes primarios que se usan en la producción de espuma de poliestireno. Debido a su bajo punto de ebullición, bajo coste, y relativa seguridad, el pentano se usa como medio de trabajo en las centrales de energía geotérmica. Es relativamente barato y es de los alcanos, líquidos a temperatura ambiente, más volátiles, por lo que se usa en laboratorio como disolventes que se evaporan con facilidad. Sin embargo, debido a su falta de polaridad y ausencia de grupos funcionales, solo pueden disolver sustancias no-polares y compuestos ricos en grupos alquilo. Sus Características son las siguientes •

Es un líquido incoloro con un ligero olor a gasolina

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Formula Química: C5H12

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Peso molecular: 72.15

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Temperatura de Ebullición: 36°C

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Temperatura de Fusión: -129°C

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Densidad (Agua1): 0.630 kg/L a 20°C

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Presión de Vapor: 500 mmHg a 25°C

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Densidad de Vapor (Aire1): 2.50

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Solubilidad en agua: Ninguna

isomerización del N-C5

Es un proceso de Reordenamiento molecular de parafinas lineales de pentano que da como resultado una nafta isomerada de mayor valor octanico. La Unidad de Isomerización está compuesta por dos secciones : ➢ HTN (Hidrotratamiento de naftas): Tiene como objetivo la separación del corte de pentanos y hexanos de la carga, y su posterior tratamiento con hidrógeno para eliminar los contaminantes del catalizador de la sección de Penex. ➢ PENEX (Reacción de Isomerización):Tiene como objetivo la isomerización de las parafinas lineales de pentanos y hexanos. Hidrotratamiento de naftas La sección de HTN separa en un splitter el corte isomerizable de pentanos y hexanos de la Nafta Liviana por la parte superior, y el corte de heptanos y superiores, no isomerizables por la parte inferior. La corriente de pentanos y hexanos se pone en contacto con hidrógeno y es llevada a la temperatura necesaria para que se produzcan las reacciones, a través de un horno de proceso, antes de ingresar al reactor. En el reactor se producen las reacciones de hidrotratamiento sobre un catalizador de Cobalto-Molibdeno para eliminar los contaminantes : metales, olefinas y compuestos de azufre y nitrógeno. El efluente ingresa a un stripper para despojar por la parte superior los gases de azufre producidos en el reactor; y de allí es tratado en un lecho adsorbente, sulfur guard, para eliminar cualquier traza de azufre que pueda aún contener para finalmente ser enviado a la sección de Penex.

Reacciones Principales Saturación de olefinas : saturación de los compuestos olefínicos a parafinas. El calor liberado por la reacción de olefinas en el catalizador de Penex afecta la termodinámica de la reacción de isomerización:

Desulfurización : eliminación de los compuestos de azufre que desactivan en forma temporaria los sitios activos del catalizador de Penex.

Reacciones Principales Denitrificación : eliminación de los compuestos de nitrógeno que desactivan en forma permanene los sitios activos del catalizador de Penex.

Eliminación de oxigenados: eliminación de los compuestos metálicos que se reaccionan con el sitio ácido del catalizador de Penex desactivándolo en forma permanente.

Demetalización : eliminación de los compuestos metálicos que se depositan sobre los sitios activos del catalizador de Penex desactivándolo en forma permanente COMPUESTO METÁLICO + CATALIZADOR (CO-METAL)

Reacción de Isomerización La carga de pentanos y hexanos, ya tratada en HTN, pasa a través de unos secadores cuya función es la de adsorber el agua disuelta, ya que ésta se comporta como un oxigenado frente al catalizador de Penex. Luego de pasar por los secadores la corriente se lleva a temperatura de reacción mediante un sistema de intercambio con el efluente del mismo. Mientras que en el primer reactor se favorece la cinética de las reacciones operando a mayor temperatura, en el segundo se favorece el equilibrio termodinámico de las mismas mediante su operación a menor temperatura.

El catalizador de los reactores de Penex está compuesto por platino sobre alúmina clorada. El efluente del segundo reactor es enviado a una torre estabilizadora para despojar los compuestos livianos de la nafta isomerada.

REACCION PRINCIPAL Isomerización de n-C5

Observaciones: Al realizar el trabajo y las respectivas lecturas salieron inmediatamente varias relaciones con materias ya cursadas en la carrera, la primera y más obvia es la química de hidrocarburos al ver ya un proceso industrial en la formación de un isómero cuestión que hasta la fecha tenia un conocimiento meramente teórico y de laboratorio escolar, es interesante poder ya ver a un grado industrial como hay compuestos que son necesario modificar para generar un mejor rendimiento o uso de estos, también pude observar la cuestión del fenómeno de transporte y balance de materia al ver el comportamiento de los esquemas y su armado con respectiva explicación. Por ultima instancia y de hecho la que más me costo relacionar con lo visto es la termodinámica , claramente los más fácil seria como la presión y temperatura se vuelven variables de las reacciones por todo el proceso en que es llevada y por ende la liberación y cambio de energía que se sufre, pero una característica que me costo mas notar y relacionar con el curso de termodinámica actualmente cursado fue el hecho de quela cinética de la reacción se favorece del incremento de la temperatura generando mayor velocidad de reacción haciendo que el equilibrio termodinámico se desplace hacia los isómeros operando a menor temperatura concepto que vi en laboratorio y teoría con los diagramas de comportamiento del equilibrio químico....