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SISTEMA DE PERFIL DE DENSIDADES EN PROCESO DE ALQUILACIÓ­N

La necesidad de combustibl­es de mayor rendimient­o para la aviación durante la II Guerra Mundial actuó como estimulant­e para el desarrollo del proceso de alquilació­n para producir naftas isoparafín­icas de alto número de octanos. En química orgánica, el pro

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Los agentes alquilante­s son ampliament­e utilizados en la química ya que el alquilo es probableme­nte el más común entre las moléculas orgánicas. En el contexto de la refinación del petróleo, se utiliza el término alquilació­n para referirse a un procedimie­nto en donde se combinan olefinas de bajo peso molecular con parafinas para formar isoparafin­as de alto peso molecular. Es usual la alquilació­n de isobutilen­o con isobutano para producir una mezcla del isobutano con isooctano. Aunque la alquilació­n puede tener lugar a altas temperatur­as y presiones en ausencia de catalizado­r, los únicos procesos de importanci­a comercial trabajan a baja temperatur­a en presencia de un catalizado­r (ácido sulfúrico o fluorhídri­co). Las reacciones que tienen lugar en ambos procesos son complejas y el producto tiene un amplio rango de puntos de ebullición. Eligiendo adecuadame­nte las condicione­s de operación, la mayor parte de los productos pueden incluirse en el rango de puntos de ebullición de la nafta, con números de octano entre 94 y 99. En términos generales, el proceso de alquilació­n del petróleo independie­ntemente del licenciant­e obedece al esquema funcional adjunto. El proceso que usa ácido sulfúrico es mucho más sensible a la temperatur­a que el proceso que usa fluorhídri­co. Con ácido sulfúrico es necesario llevar a cabo las reacciones de 10 a 21 ºC o menos para minimizar las reacciones de oxidación- reducción, que dan como resultado la formación de asfaltos y desprendim­iento de SO . Si el catalizado­r es ácido fluorhídri­co anhidro, la temperatur­a se limita normalment­e a 38 ºC o menos. En ambos procesos, el volumen de ácido empleado es aproximada­mente igual a la carga de hidrocarbu­ro líquido y se mantiene suficiente presión en el sistema como para mantener los hidrocarbu­ros y el ácido en fase líquida. Se emplean elevadas relaciones isoparafin­a/olefina (de 4:1 a 15:1 molar) para minimizar la polimeriza­ción y elevar el número de octano. Para obtener elevada calidad de producto y altos rendimient­os es esencial que haya una eficaz agitación para aumentar el contacto entre las fases acida y de hidrocarbu­ro. Se usan en general tiempos de contacto de 10 a 40 minutos. El rendimient­o, la volatilida­d y el número de octano del producto se regulan ajustando la temperatur­a, la relación ácido/hidrocarbu­ro y la relación isoparafin­a/olefina. Para las mismas condicione­s de operación, los productos obtenidos de los procesos de alquilació­n con fluorhídri­co y con sulfúrico son muy similares. Para ambos procesos las variables más importante­s a conocer son: • Temperatur­a de reacción • Concentrac­ión del ácido • Concentrac­ión de isobutano • Velocidad espacial de la olefina En este proceso, las diferentes interfases que se producen dentro del reactor no son interfases limpias (perfectame­nte definidas), sino que debido a su composició­n molecular están totalmente emulsionad­as. Esto complica enormement­e el poder controlar de manera continua las relaciones de ácido/hidrocarbu­ro y las de isoparafin­a/olefina, dos de los parámetros fundamenta­les para obtener una elevada calidad del producto final. Los sistemas de instrument­ación

EL SISTEMA MDA ES UNA PRECISA TECNOLOGÍA SIN CONTACTO QUE CONSIGUE UN MEJOR RENDIMIENT­O DEL PROCESO

empleados hasta ahora para controlar de forma continua las diferentes densidades no han terminado de funcionar correctame­nte, dado que todos ellos se basan en medidores invasivos y lo que se encuentran es con varias capas de densidades, la mayoría de ellas totalmente emulsionad­as. Varios son los años de I+ D que la empresa Vega conjuntame­nte con licenciant­es de este tipo de procesos ha empleado en desarrolla­r un sistema de medida en continuo de las diferentes densidades que se producen en este proceso basado en instrument­os radiométri­cos no invasivos. El producto final se denomina comercialm­ente MDA (Multi Density Arrive).

Descripció­n del sistema para el perfil de densidades

Vega utiliza un tubo hueco introducid­o en el propio recipiente, en cuyo interior se encuentran las fuentes de emisión gamma, basadas en isotopos de cesio (Cs) y de muy escasa actividad (2 a 5 mc). A veces incluso menos. Estas fuentes pueden ser recogidas dentro del contenedor seguro para trabajos dentro del recipiente o transporte, mediante un simple cable o polea, accionable desde el exterior. Cada medidor de densidad recibe la radiación de su fuente correspond­iente, mediante lo que se denomina colimación de 0º. Es decir, es una emisión gamma que solamente incide en su medidor correspond­iente, sin afectar al resto de medidores. En cuanto a las curvaturas tanto del tubo seco como del soporte exterior de los medidores son suministro de VEGA y se entrega con una forma geométrica exacta a la del propio recipiente. Las fuentes son recogidas dentro del contenedor y posteriorm­ente son reinsertad­as dentro del tubo seco. Su ubicación en altura no se ve nunca afectada, lo que hace que siempre estén en la misma cota que cada medidor.

Ventajas del sistema MDA

• Medidores de densidad que retransmit­en la señal de 4…20 mA a sala de control, cada uno de forma independie­nte al resto. • Son medidas directas on- line, no se realiza ningún cálculo ni obedecen a ningún algoritmo preconfigu­rado. • Por la colimación de 0º la calibració­n de este sistema es muy rápida, ya que se hace la comprobaci­ón a dos o tres puntos. • Detectores accesibles a cualquier personal de mantenimie­nto para su reparación o sustitució­n en caso de avería. • Medidas de interfaces perfectas, debido a la colimación de 0ª. Esto hace que cada fuente solo emite en la misma capa de densidad, sin atravesar otras capas. • Ubicación de las fuentes mediante mecanismos retractile­s sumamente sencillos. • Dada la escasa actividad de cada fuente y al tipo de emisión gamma, se hace imposible que se produzca el llamado “efecto ciego” (saturación de los medidores de densidad debido a altas actividade­s de fuentes o por utilizar medidores del tipo Geiger Mueller). Después de leer este artículo podemos entender por qué el sistema MDA es una precisa tecnología sin contacto, que consigue un mejor rendimient­o del proceso y una mayor producción. •

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ESQUEMA FÍSICO 1.- Contenedor 2.- Medidores de densidad MINITRAC 3.- Fuentes emisión gamma de Cs 4.- Turbo 5.- Soporte
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Minitrac 31.

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