REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA. MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA. UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA BOLIVARIANA. U.N.E.F.A. NÚCLEO ANZOÁTEGUI ANZOÁTEGUI ESCUELA DE INGENIERÍA EN PETRÓLEO CATEDRA: REFINACIÓN DEL GAS
Profesora: Ing. Dayana Rojas
Bachilleres: Hernández, Anny CI: 19.785.006 Orta, María CI: 19785612 Quijada, Amis CI: 19.807.322 Ramírez, Normary CI: 17.898.846 Rojas, Luis CI: 19.786.262 Ruiz, Aleandra CI: 20.413.031 Silva, Williams CI: 18.982.442 8vo Semestre - Sección B
San Tomé, Febrero de 2011. ÍNDICE
PAG. INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………...…..3 COMPLEJO PETROQUÍMICO JOSÉ ANTONIO ANZOÁTEGUI Ubicación……………………………………………………………………………….……..4 Capacidad…………………………………………………………………………….………..4 Año de construcción…………………………………………………………………..……….4 Plantas que lo conforman…………………………………………………………………..….4 Funcionamiento de cada planta: - Planta de Amoníaco……………………………………………………………….…..5
- Planta de Úrea…………………………………………………………………6 - Planta de Metanol………………………………………………………..……8 - Planta de Metil-terbutil-éter……………………………………………………….….9 Productos que se obtienen……………………………………………………………………10 CONCLUSIÓN…………………………………………………………………………...…12 BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………………………..13 ANEXOS……………………………………………………………………………………..14 1 6
INTRODUCCIÓN
La Petroquímica es la rama de la industria química encargada de obtener determinados productos a partir de hidrocarburos originales del petróleo (de este se han logrado extraer alrededor de mil derivados, entre los más importantes se encuentran: la gasolina, el kerosén, el petróleo combustible, el asfalto, los aceites lubricantes y el plástico) o del gas natural, mediante complejos procesos para lograr la separación de sus componentes primarios, con la finalidad de lograr productos químicos acabados de gran demanda alrededor del planeta, además de materias primas necesarias para el desarrollo de otras actividades industriales. El principal recurso económico de Venezuela es el petróleo, y por lo tanto la economía del estado Anzoátegui se encuentra influenciada por el auge petrolero ya que posee en su territorio el “ Complejo Petroquímico José Antonio Anzoátegui”, el cual es uno de los más grandes de Latinoamérica. El Complejo Petroquímico José Antonio Anzoátegui, con su estructura jurídica de condominio, es el asiento actual y futuro de nuevas industrias petroquímicas que se van desarrollando en círculos concéntricos, con el incremento de modernas tecnologías para la obtención del producto final o, cuando menos, de productos intermedios con nuevos valores agregados. Este Complejo Petroquímico está conformado por una cadena de plantas pertenecientes a empresas mixtas tales como Fertinitro, Metor, Súper Metanol y Súper Octanos, las cuales producen principalmente Amoniaco, Úrea, Metanol y Metil-terbutil-éter, correspondientemente. La producción de estas plantas está orientada al mercado tanto interno como externo, además de que satisface la demanda interna del país constituye un pilar fundamental dentro de la cadena petroquímica de algunos productos, puesto que la que producción de uno de ellos puede ser la materia prima de otro. 1 6
COMPLEJO PET ROQUÍMICO JOSÉ ANTONIO ANZOÁTEGUI
Su nombre completo es Complejo Petrolero, Petroquímico e Industrial José Antonio Anzoátegui y es uno de los más grandes e importantes complejos petroquímicos en Latinoamérica y en el mundo, por sus dimensiones, variedad industrial y servicios prestados.
UBICACIÓN. Se localiza en un área de seguridad de unas 47.000 hectáreas, ubicado en el estado
Anzoátegui, específicamente en la costa norte entre las poblaciones Puerto Píritu y Barcelona, en la jurisdicción compartida entre los municipios Simón Bolívar y Fernando de Peñalver.
CAPACIDAD. Su capacidad total de procesamiento de crudos es de 200 mil barriles por día de los
cuales se obtienen 73 mil barriles de gasolina y nafta, 12 mil barriles de kerosene-jet, 43 mil barriles de gasoil y 73 mil barriles de residuos, insumos y requeridos para la mezcla de combustibles.
AÑO DE CONSTRUCCIÓN. El Complejo Petroquímico G/D José Antonio Anzoátegui se inauguró el 14 de agosto
de 1990, con el fin de impulsar el desarrollo de la petroquímica en el Oriente del país.
PLANTAS QUE LO CONFORMAN. Las plantas que se encuentran ubicadas en el Complejo Petroquímico José Antonio
Anzoátegui son las siguientes: 1 6
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Planta de Amoníaco
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Planta de Úrea
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Planta de Metanol
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Planta de Metil-terbutil-éter
FUNCIONAMIENTO DE CADA PLANTA.
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Planta de Amoníaco (NH3): El amoníaco constituye la base para la producción de los fertilizantes nitrogenados, y
la gran mayoría de las fábricas contienen instalaciones que lo proporcionan, sin considerar la naturaleza del producto final. -
Síntesis industrial:
El NH3 se obtiene exclusivamente por el método denominado Haber-Bosh. El proceso consiste en la reacción directa entre el nitrógeno y el hidrógeno gaseosos: N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) ΔHº = -46,2 kj/mol ΔSº < 0 Es una reacción exotérmica por lo que un excesivo aumento de temperatura no favorece la formación de amoníaco: 25 ºC K = 6, 8.105 atm. 450 ºC K = 7, 8.10-2 atm. Sin embargo, la velocidad a la que se forma NH 3 a temperatura ambiente es casi nula. Es una reacción muy lenta, puesto que tiene una elevada energía de activación, consecuencia de la estabilidad del N 2. La solución de Haber al problema fue utilizar un catalizador (óxido 1 6
de hierro que se reduce a hierro en la atmósfera de H2) y aumentar la presión, ya que esto favorece la formación del producto. En la práctica las plantas operan a una presión de 100-1000 atm y a una temperatura de 400-600 atm. En el reactor de síntesis se utiliza α-Fe como catalizador (Fe 2O3 sobre AlO3 catálisis heterogénea). A pesar de todo, la formación de NH 3 es baja con un rendimiento alrededor del 15%. Los gases de salida del reactor pasan por un condensador donde se puede licuar el NH3 separándolo así de los reactivos, los cuales pueden ser nuevamente utilizados. Los estudios sobre el mecanismo de la reacción indican que la etapa determinante de la velocidad de la reacción es la ruptura de la molécula de N2 y la coordinación a la superficie del catalizador. El otro reactivo, H2, se activa más fácilmente. Se producen una serie de reacciones de inserción entre las especies adsorbidas para producir el NH3. El catalizador funciona adsorbiendo las moléculas de N2 en la superficie del catalizador debilitando el enlace interatómico N-N; de esta forma se origina N atómico el cual reacciona con átomos de hidrogeno que provienen de la disociación de H 2 que también tiene lugar en la superficie metálica.
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Planta de Úrea: La síntesis de úrea a nivel industrial se realiza a partir de amoníaco (NH 3)
líquido y anhídrido carbónico (CO2) gaseoso. La reacción se verifica en 2 pasos. En el primer paso, los reactivos mencionados forman un producto intermedio llamado carbamato de amonio y, en la segunda etapa, el carbamato se deshidrata para formar úrea. Surge un problema dado que las velocidades de las reacciones son diferentes. La primera etapa es mucho más rápida que la segunda, con lo cual el carbamato intermedio se acumula. Además, la primera reacción no se verifica por completo, por 1 6
lo que también quedan amoníaco y dióxido libres. En adición a esto, debe mencionarse que el carbamato es un producto altamente corrosivo, por lo cual lo que se hace es degradar la parte de carbamato no convertida a úrea en sus reactivos de origen, y luego volver a formarlo.
Vemos que la primera reacción es exotérmica, y la segunda es endotérmica. Otro problema del proceso es que en el segundo paso de la reacción, se forma un producto llamado biuret, que resulta de la unión de dos moléculas de úrea con pérdida de una molécula de amoníaco. Este producto es indeseable por ser un tóxico. Por esta razón es necesaria su eliminación. Según lo expuesto anteriormente, el proceso completo de producción de la úrea puede separarse en las siguientes etapas. I)
Obtención de CO2.
II)
Obtención de amoníaco.
III)
Formación de carbamato.
IV)
Degradación del carbamato y reciclado.
V)
Síntesis de urea.
VI)
Deshidratación, concentración y granulación. 1 6
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Planta de Metanol: La planta de Metanol consiste en los siguientes cinco pasos:
I)
Saturación y Desulfurización del Alimento.
II)
Producción de Gas Sintetizado y Recuperación de Calor.
III)
Compresión de Gas Sintetizado.
IV)
Producción de Metanol Crudo.
V)
Destilación. La Planta recibe 10,000 libras/hr de gas natural de 400 psig. El alimento del gas
natural es desulfurizado, saturado con vapor del saturador, precalentado y luego mezclado con el resto del vapor procesado. Esta mezcla es calentada y luego introducida al Reformador de Metanol. La mezcla del alimento de vapor de gas natural reacciona en el reformador y produce un gas sintetizado a 1150 psig y 500F. Una cantidad considerable de calor desperdiciado está disponible del gas sintetizado el cual es usado para elevar el vapor, precalentando el vapor, el alimento del gas natural y el agua alimentadora del hervidor. El calor desperdiciado del gas del reformador es recobrado al aumentar el vapor, calentando el gas natural, el alimento y el aire de combustión. El gas de síntesis enfriado es comprimido usando un Compresor Reciprocante de 2500HP de 2 fases con un motor eléctrico y una capacidad de 896 ACFM. El gas luego pasa por un circuito de síntesis. Luego de la síntesis y el intercambio de calor, el metanol crudo es condensado y separado. Una purga de circuito continua es mantenida para mantener los inertes a un nivel adecuado para su satisfacción; producción de metanol. Esta purga es usada para producir hidrógeno y como fuente de combustible. 1 6
El metanol crudo es refinado en una sola columna de destilación que comprende de 93 platos con un rehervidor 50# para obtener el producto metanol de grado combustible. •
Planta de Metil-terbutil-éter: El éter metil ter-butílico (MTBE) es un líquido inflamable de olor característico
desagradable. Se fabrica combinando sustancias químicas como isobutileno y metanol, y se ha usado desde los 1980s como aditivo para lograr mejor combustión de la gasolina sin plomo. El MTBE puede ser producido tanto en fase gaseosa como también en fase líquida a moderadas presiones y temperaturas, por reacción de Metanol con isobutileno o t-butanol.
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Proceso más utilizado industrialmente
La reacción con Isobutileno se lleva a cabo por lo general en un proceso de destilación reactiva con temperaturas entre 60-90°C y presiones entre 700-2000 KPa en fase líquida, además es el proceso más utilizado industrialmente ya que ofrece un producto de alta pureza satisfaciendo las demandas de la calidad del producto y una recirculación interna con aprovechamiento de la energía para la separación. En la actualidad este es el método de síntesis más utilizado (la destilación reactiva), puesto que se presta con mayor facilidad, siendo un proceso más económico y cada día de mayor auge. 1 6
La reacción con t-butanol se realiza en un paso en presencia de un catalizador que puede ser una resina ácida macro reticular que continuamente reafirme el contacto entre el Metanol y t-butanol en una cantidad molar de 1:1 a 4:4 sobre la resina macro reticular, a una temperatura alrededor de 4-140°C y a presión de 500 psig.
PRODUCTOS QUE SE OBTIENEN. Los productos obtenidos en las diferentes plantas son: Amoníaco, Úrea, Metanol y
Metil-terbutil-éter. Dichas plantas provienen de las empresas mixtas que se muestran a continuación: -
FERTINITRO (Fertilizantes Nitrogenados de Venezuela, Fertinitro, C.E.C.):
Produce fertilizantes mediante la operación y mantenimiento de dos plantas de Amoníaco con capacidad de producción máxima diaria de de 1.8 MTMA cada una y dos plantas de Urea con capacidad de producción de máxima diaria de 2.2 MTMA cada una. -
METOR (Metanol Oriente):
La planta tiene capacidad instalada para producir 760 MTMA de Metanol. Este producto es insumo para la manufactura de MTBE y TAME. También es materia prima para producir resinas y otros compuestos químicos, además es producto final utilizado como solvente y combustible. -
SUPERMETANOL:
Tiene capacidad de producir 770 MTMA de Metanol, el cual es utilizado como combustible, principalmente al juntarlo con la gasolina. 1 6
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SUPEROCTANOS:
Se produce Metil-terbutil-éter (MTBE) aditivo que mejorará el octanaje de la gasolina y así minimizar el impacto ambiental. Tiene capacidad para producir 600 MTMA de MTBE. La producción de esta planta está orientada al mercado de exportación.
Empresa Mixta Fertinitro Metor Súper Metanol Súper Octanos
Producto Servicio
Capacidad
Amoníaco
1.800 MTMA
Urea Metanol Metanol Metil-terbutil-éter
2.200 MTMA 760 MTMA 770 MTMA 600 MTMA
MTMA=Miles de toneladas métricas anuales.
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CONCLUSIÓN
El sector químico y petroquímico, dada la sofisticación de sus productos y componentes, es crucial para todas aquellas industrias que compran su producción como insumos o como consumo intermedio. En Venezuela, el potencial de crecimiento de este sector se vincula con el hecho de ser un país petrolero, donde no sólo los costos de producción y de transporte se ven reducidos, sino que se genera la posibilidad de integrar de manera vertical los distintos eslabones que componen la cadena de producción y comercialización, otorgándole al sector importantes ventajas competitivas estratégicas. El complejo Petroquímico José Antonio Anzoátegui ha impulsado el desarrollo de la petroquímica en el Oriente del país, ya que actúa como condominio industrial de las empresas mixtas que operan en el área, como Fertinitro, Metor, Súper Metanol y Súper Octanos mediante el suministro de los servicios básicos necesarios para su operaciones.
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BIBLIOGRAFÍA
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http://www.kalipedia.com/geografia-venezuela/tema/geografia-politica/complejo petroquimico-jose.html? x1=20080803klpgeogve_7.Kes&x=20080803klpgeogve_8.Kes
http://www.alopresidente.gob.ve/info/5/1777/complejo_de_mejoradores.html
http://www.pequiven.com/pqv_new/fertinitrosp.php
http://www.pequiven.com/pqv_new/metorsp.php
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http://www.pequiven.com/pqv_new/superoctanossp.php
http://ns15.webmasters.com/*ventechequipment.com/httpdocs/methanolplantSpamet h.htm
http://www.textoscientificos.com/quimica/amoniaco
http://www.textoscientificos.com/quimica/urea/produccion
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ANEXOS
Complejo Petroquímico José Antonio Anzoátegui
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Planta de Metanol
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Diagrama del proceso completo de producción de la úrea
Materias primas para la obtención de Amoníaco
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