Preliminar concept of a reaction system for alkylation of isobutane on a solid catalyst

• Autores: Hernando José Salgado-Gordon
• Localización: CT&F - Ciencia, tecnología y futuro, ISSN-e 0122-5383, Vol. 6, Nº. 3, 2016, págs. 91-104
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Conceptualização preliminar de um sistema de reação para alquilacão de isobutano usando um catalizador sólido
  • Conceptualización preliminar de un sistema de reacción para alquilación de isobutano usando un catalizador sólido
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    RESUMEN En las refinerías de petróleo, la alquilación de isobutano con olefinas ligeras, principalmente butilenos, es usada para la producción de alquilato, un componente de alto octanaje usado en la preparación de gasolinas extras. La producción de alquilato se basa principalmente en procesos donde el catalizador es un ácido líquido fuerte, como el ácido fluorhídrico o el ácido sulfúrico, los cuales pueden tener impactos potenciales en la seguridad del proceso y el medio ambiente. Por lo tanto, un catalizador sólido sería ideal para evitarei uso de ácidos líquidos altamente tóxicos y corrosivos, y para facilitar adicionalmente las etapas de separación, dado que se evita la formación de emulsiones fuertes hidrocarburo-ácido. Con base en una revisión del estado del arte, simulaciones y la aplicación de una metodología estructurada de selección de sistemas de reacción, en este trabajo se diseñó un concepto de un sistema de reacción para la alquilación de isobutano usando un catalizador sólido. El sistema de reacción propuesto considera la combinación de un catalizador estructurado en una configuración pseudo-CSTR en etapas, simplificando el proceso al tiempo que se mantiene la selectividad a alquilato y el octanaje del producto en comparación con los procesos de alquilación convencionales. De acuerdo con la literatura consultada se encontró que la zeolita β es la mejor alternativa como fase activa para un catalizador sólido que pueda remplazar a los ácidos líquidos.

  • português

    RESUMO Nas refinarias de petróleo, a alquilação de isobutano com oleofinas leves, principalmente butilenos, é usada para a produção de alquilato, um componente de alta octanagem utilizado no preparo de gasolinas premium. A produção de alquilato está baseada principalmente em processos onde o catalizador é um ácido líquido forte, como o ácido fluorídrico ou o ácido sulfúrico, os quais podem causar impactos potenciais na segurança do processo e do meio ambiente. Portanto, um catalizador sólido seria ideal para evitar o uso de ácidos líquidos altamente tóxicos e corrosivos, além de facilitar as etapas de separação, evitando a formação de emulsões fortes hidrocarboneto-ácido. Com base na revisão do estado da arte e simulações e através da aplicação de uma metodologia estruturada de seleção de sistemas de reação, neste trabalho foi desenhado um conceito de um sistema de reação para a alquilação de isobutano usando um catalizador sólido. O sistema de reação proposto considera a combinação de um catalizador estruturado em uma configuração pseudo-CSTR por etapas, simplificando o processo enquanto se mantém a seletividade ao alquilato e a octanagem do produto quando comparado com os processos de alquilação convencionais. Segundo a literatura consultada, verificou-se que a zeolita β é a melhor alternativa como fase ativa para um catalizador sólido que possa substituir os ácidos líquidos.

  • English

    ABSTRACT In oil refineries alkylation of isobutane with olefins, especially buthylenes, is carried out to produce alkylate, a high-octane component used in the preparation of premium gasolines. Alkylate production is mainly based on processes where the catalyst is a strong liquid acid, such as hydrofluoric or sulfuric acid, which might have potential impacts on process safety and environment. Therefore, a solid catalyst would be ideal to avoid the use of highly toxic and corrosive liquid acids, as well as to facilitate the separation steps, since the formation of strong hydrocarbon-acid emulsions is avoided. Based on the state-of-the-art, simulations, and the application of a structured methodology for selecting reaction systems, in this study, a reaction system concept for alkylation of isobutane using a solid catalyst has been designed. The proposed reaction set up considers a combination of a structured catalyst in a staged CSTR-like configuration which simplifies the process, while maintaining selectivity to alkylate and product octane when compared to conventional alkylation processes. According to the literature consulted, zeolite β was found as the best alternative for an active phase catalyst that can replace liquid acids.