Producción de propileno mediante craqueo con vapor Durante el proceso de craqueo con vapor de hidrocarburos (ver capítulo del Etileno), el propileno se separa por destilación de la fracción C3, compuesta por propano, propileno y otros componentes menores En la torre C3, el propileno se separa por cabe!a de la columna, mientras que por fondo se separa una me!cla rica en propano El tama"o de la columna varía se#$n el #rado de pure!a buscado para el propileno (el #rado polim%rico requiere mayor n$mero de platos) Producción de propileno en refinería En refinería, el propileno se obtiene principalmente como subproducto del craqueo catalítico en lecho fluido (&CC) de #asóleos De nuevo, la producción depende del destino al que se orienta la refinería (por e'e mplo, las refinerías de Estados nidos, ms orientadas a ma*imi!ar la producción de #asolina, producen ms propileno que las de Europa) Dado que el propileno de refinería va acompa"ado de mayor proporción de propano (del orden de un 3+ , frente a un -./+ en el propileno de craqueo t%rmico), el #rado obtenido en #eneral es inferior al correspondiente al propileno de craqueo con vapor 0as especificaciones del propileno son1 #rado refinería (2+ 4+ de pure!a), #rado químico (56 57 ), y #rado polímero (8 55 )
Rutas de producción isopropanol La producción de propanol se realiza por vías de hidratación de propeno; una hidratación indirecta con ácido sulfúrico en fase liquida o por hidratación directa de la cual hay en fase liquida y fase gas El primer proceso indirecto se usa muy poco al ser contaminante Hidratación indirecta Este proceso tiene lugar en fase liquida con diferentes concentraciones de acido sulfúrico y es un proceso de etapas ! primero se ponen en contacto el propeno y una solución ocncentrada de acido sulfúrico que forman un semiester de sulfato acido! Luego se diluyen para hidrlizar el ester y formar el alcohol en una solución del "#$ de acido sulfúrico! La primer aetapa con acido concentrado tra%a con acido del &"$ a '#(' %ares! )am%i*n )am%i*n se puede usar u sar un proceso con acido sulfúrico diluido de una sola etapa que tra%a+a con ,#$ de acido a -#(-. /0 /0 y . %ares en un reactor mesclado con una 1auta de %ur%u+as por donde entra el propeno! 2e o%tienen selectividades del orden del &#$ pero tam%i*n %a+a conversión aunque mas alta que la de fase gaseosa
ISOPROPYL ALCOHOL 3.1. Indirect Hydration
3ndirect hydration is %ased on a t4o(step reaction of propylene and sulfuric acid! 3n the 5rst step6 mi7ed sulfate esters6 primarily isopropyl hydrogen sulfate6 %ut also diisopropyl sulfate6 form! )hese are then hydrolyzed6
forming the alcohol and sulfuric acid!
3.1.1. By-Products
8iisopropyl ether is the principal %y(product formed %y reaction of the intermediate sulfate esters 4ith isopropyl alcohol!
)he principal reactions are reversi%le and a mi7ture of products and reactants is found in the crude sulfate! High propylene pressure6 high sulfuric acid concentration6 and lo4 temperature shift the reaction to4ard diisopropyl sulfate! Ho4ever6 the reaction rate slo4s as products are formed6 and practical reactors operate %y using e7cess sulfuric acid! 9s the 4ater content in the sulfuric acid feed is increased6 more of the hydrolysis reaction :2tep occurs in the main reactor! 9t 4ater concentrations near #$6 diisopropyl sulfate is not found in the reaction mi7ture! Ho4ever6 e
suggest that it may %e partially present in an ionic form :.-6 .,!
=ther %y(products include acetone6 car%onaceous material6 and polymers of propylene! >inor contaminants arise from impurities in the feed! Ethylene and %utylenes can form traces of ethyl alcohol and (%utanol! 2mall amounts of n(propyl alcohol carried through into the re5ned isopropyl alcohol can originate from cyclopropane ?,.('&("@ in the propylene feed! 9cetone6 an o7idation product6 also forms from thermal decomposition of the intermediate sulfate esters6 eg6 :0HA 0H=2=AH BhBeCat 0HA0=0HA D 2= D H=
3n addition to generating malodorous sulfur dio7ide ?,""-(#&(.@6 the acetone formed can undergo further condensation in the acidic medium to generate mesityl o7ide ?'"'(,&(,@6 :0H A0 0H0=0HA6 and higher products! High propylene concentrations in the presence of acids can form dimers6 trimers6 and higher homologues6 4hich can polymerize or hydrate to 0 -6 0&6 or higher alcohols6 and ole5ns! )hese derivatives can emit musty6 4oody6 and camphoraceous odors6 and their reaction products 4ith sulfur(containing compounds can give a cat(lie odor to the product :.F! =dor can %e improved %y employing appropriate reaction conditions and %y contacting isopropyl alcohol 4ith various metals6 eg6 copper and nicel6 or certain partially reduced metal o7ides :.&6 -#!
Process
9 typical indirect hydration process is presented in Gigure '! 3n the process6 propylene reacts 4ith sulfuric acid :>-# 4t$ in agitated reactors or a%sor%ers at moderate :#!,!F >Ia :'##"## psig pressure! )he isopropyl sulfate esters form and are maintained in the liquid state at #F# J0! Lo4 propylene concentrations6 ie6 .# 4t $6 can %e tolerated6 %ut concentrations of -. 4t $ or higher are preferred to achieve high alcohol yields! Kecause the reaction is e7othermic6 internal cooling coils or e7ternal heat e7changers are used to control the temperature!
)here are t4o general operational modes for conducting the reaction! 3n the t4o(step strong acid process6 separate reactors are used for the propylene a%sorption and sulfate ester hydrolysis stages! )he reaction occurs at high sulfuric acid concentration : >F# 4t$6 at ''! >Ia :'A#'-# psig pressure6 and lo4 :eg6 #A# J0 temperature! )he 4ea acid process is conducted in a single stage at lo4 acid :-#F# 4t $ concentration and at higher :!. >Ia :A.# psig pressure and :-#-. J0 temperature! 0hemical selectivity to isopropyl alcohol and diisopropyl ether are a%ove &F$ for each process! )he sulfate ester hydrolysate is stripped to give a mi7ture of isopropyl alcohol6 isopropyl ether6 and 4ater overhead6 and dilute sulfuric acid %ottoms! )he overhead is neutralized using sodium hydro7ide and re5ned in a t4o(column distillation system! 8iisopropyl ether is taen overhead in the 5rst6 ie6 ether6 column! )his stream is generally recycled to the reactors to produce additional isopropyl alcohol %y the follo4ing equili%rium reaction ::0HA 0H=DH2=" BBBC MBBB :0HA 0H=2=AHD:0HA 0H=H Net isopropyl alcohol :F, 4t $ and &' vol $ is taen overhead in the second still! >ore than &A$ of the charged propylene is converted to isopropyl alcohol in this system! 3f availa%le6 a propylene column may recover unreacted feedstoc! )he %ottoms from the stripper :"#-# 4t $ acid are sent to an acid reconcentration unit for upgrading to the proper acid strength and recycling to the reactor! Kecause of the associated high energy requirements6 reconcentration of the diluted sulfuric acid is a costly operation! Ho4ever6 a propylene gas stripping process6 4hich utilizes only a small amount of added 4ater for hydrolysis6 has %een descri%ed :-A! 3n this modi5cation6 the equili%rium quantity of isopropyl alcohol is stripped so that acid is recycled 4ithout reconcentration! Equili%rium is attained rapidly at .# J0 and isopropyl alcohol is removed from the hydrolysis mi7ture! 2imilarly6 the 4ea sulfuric acid process minimizes the reconcentration of the acid and its associated corrosion and pollution pro%lems! )he &' vol $ alcohol is sold as such or is dehydrated %y azeotropic distillation using either diisopropyl ether or cyclohe7ane to produce an anhydrous product :see )a%le :see 8istillation6 azeotropic and e7tractive :-"! Net isopropyl alcohol is fed at a%out the center of a dehydrating column6 and the azeotroping agent is fed near the top! 9s the ternary azeotrope forms6 it is taen overhead6 condensed6 and the layers are separated! )he upper layer6 4hich is mainly azeotroping agent and alcohol6 is returned to the top of the column as re1u7!
9nhydrous isopropyl alcohol is removed from the %ase of the column! )he lo4er layer is mostly 4ater! 3t is fed to a stripping column for recovery of isopropyl alcohol and azeotroping agent! 9 purge may %e taen to remove %y(products such as acetone! 9cid corrosion presents a pro%lem in isopropyl alcohol factories! 2teel :qv is a satisfactory material of construction for tans6 lines6 and columns 4here concentrated :O-. 4t$ acid and moderate :P-#J0 temperatures are employed! Gor dilute acid and higher temperatures6 ho4ever6 stainless steel6 tantalum6 Hastelloy6 and the lie are required for corrosion resistance and to ensure product purity :-.!
)he e7tent of puri5cation depends on the use requirements! Qenerally6 either intense aqueous e7tractive distillation6 or post(treatment %y 57ed(%ed a%sorption :qv using activated car%on6 molecular sieves :qv6 and certain metals on carriers6 is employed to improve odor and to remove minor impurities! Essence grade is produced %y 5nal distillation in nonferrous6 eg6 copper6 equipment :--! >anufacturing plants in the nited 2tates are %elieved to use solely indirect propylene hydration! 2everal European companies6 eg6 Kritish Ietroleum6 2hell6 and 8eutsche )e7aco6 also employ this older technology in plants in Europe and Sapan :-,!
hidratación en fase gas
Iroceso so%re acido fosfórico sa catalizador acido de HAI=" 5+ado so%re o7ido de silicio solido o so%re una resina a altas presiones y %a+as temperaturas :reacción e7ot*rmica para favorecer que el equili%rio se desplace hacia la derecha! La hidratación directa transcurre con una selectividad del &,$ y una conversión del -$6 por lo que es necesario reciclar el propeno que no ha reaccionado! Es un proceso de una sola etapa y aunque la reacción se favorece con la disminución de la temperatura6 elcatalizador no puede enfriarce porque de+aría de ser activo
Hay datos raros de presión ente distintos autores 0omo catalizadores se utilizan N= AT2i= :requiere I U .# atm y ,#/0 o HAI="T2i= :I U . (". atm y ',#('&# /0 :acidos minerales o heteropoliacidos! El isopropanol se puri5ca por destilación y el agua del azeótropo se elimina por destilación con %enceno :Ve%a en 9lemania! )he reaction is generally carried out %y passing steam and propylene in a molar ratio of #!. !# ～
>oreover6 the disadvantages inherant to supported mineral acid catalysts are decrease in hydration activity and the incidence of corrosion'A on the metal surfaces in contact 4ith the product o4ing to migration and depletion of the acid!
2ean determinado otros tipos de proceso en la región supercrítica lo que me+ora la velocidad de reacción El mecanismo transcurre con formación de un car%ocatión previa adición del protón al do%le enlace! La hidratación de alquenos es >arovniov6 es decir6 el protón se adiciona al car%ono menos sustituido del alqueno :car%ono con más hidrógenos; esto se da a causa de que este es el lugar mas esta%le para la e7istencia de una especie intermedia Etapa 1. 9taque del alqueno al protón :adición electró5la
Etapa 2. 9taque nucleó5lo del agua al car%ocatión formado
Etapa 3. 8esprotonación del alcohol! El agua actúa como %ase!
Hidratacin en !ase "#$uida. consiste en la introducción de agua líquida y propeno gas en un reactor que contiene una resina de intercam%io iónico de tipo sulfonico ! 2e opera a : 'A#( '-# :0 yF#( '## atm 'F## psig! 2e consiguen conversiones del ,.$ y una selectividad en torno al &"$! Los restos que no han sido reaccionados tam%i*n se pueden llevar a una planta de produccion por via de acido ya que pueden contener gran cantidad de inertes! 2e introduce una relación alta de agua respecto a la de propeno para evitar la oligomerizacion del propanol! La solución 5nal contiene de ' a '. $ de ipropanol y los demás su%productos son a "$ de diisopropileter y algunos alcoholes polim*ricos6 algo de acetona y n propílico
3sopropyl alcohol selectivity is ca &-$ for the gas(phase process! =4ing to equili%rium limitations in the gas phase at high temperature and lo4 pressure6 a lo4 propylene conversion :.-$ results and thus a large amount of unreacted propylene is recycled! Koth processes involve high plant costs o4ing to high pressure requirements6 gas recycles6 and the requirement for high purity propylene :ca && 4t $!
8eutsche )e7aco developed a tricle(%ed process to avoid the disadvantages of the gas(phase process! 3n the tricle(%ed process6 a mi7ture of liquid 4ater and propylene gas in a molar ratio of ' to '.' is introduced at the top of a 57ed(%ed reactor and allo4ed to tricle do4n over a sulfonic acid ion( e7change resin! Reaction %et4een the liquid and gas phases taes place at 'A#'-# J0 and F'# >Ia :F#'## atm6 forming aqueous isopropyl alcohol! Iropylene conversions per pass are greater than ,.$6 and isopropyl alcohol selectivity is &A$! =nly & 4t $ propylene purity is needed for this process! 9ppro7imately .$ diisopropyl ether and some alcohols of the higher oligomers form as %y(products! )he life of t he cation(e7change resin is at least eight months!
se usa un reactor tipo pfr o de slurry dependiendode las necesidades de produccionen el proceso en donde la resina esta en forma de granulos quese hinchan con el agua y la idea es que e7ista un gran mesclado liquido gas
solia hacerse con agua liquida y propeno a altas presiones propylene and liquid 4ater at a mole ratio of 4ater to propylene %et4een '# and '. over the catalyst %ed at a temperature from A# to ,#W and a pressure from ## to A##atm! Gor the hydration in the presence of liquid 4ater6 tungsten o7ide is 4idely used as an e
La vida de la resina es de F meses apro7imadamente porque sufre desulfonacion con el contacto entre agua y el grupo sulfonilo y se requeriría que
)am%i*n se han venido usandoformas de catalizado de 4olframio diluido que permite una conversión del -#(,#$ con una selectividad de isopropanol hasta del &&$
Luego de desorver y separar las sustancias de %a+o punto de e%ullición se destila el agua delsistema hasta producir un azeotropo y luego con %enceno se genera el isopropanol anhidro
Referencias httpTT444!eii!uva!esTorganicaTqoiTtema(#-!php Química orgánica industrial wesnteingnet
httpsTThidratacionparalaproducciondeisopropanol!4ordpress!comT Vistos httpTTprofesionseg!%logspot!comT##,T#-Tusos(de(los(alcoholes(n( propanol!html
httpTT444!sigmaaldrich!comTchemistryTsolventsTproducts!htmlX )a%leIageU',&#FhttpTT444!shell!comTglo%alTproducts(servicesTsolutions(for( %usinessesTchemicalsTproductsTsolventsTchemical(solventsTalcohols!html
odor threeshold Isopropyl alcohol
7.8400
490.0000
Pleasant
490.00
