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BLOQUE 3: CRAQUEOS TERMICO Y BLOQUE 3: CRAQUEOS TERMICO Y CATALITICO CATALITICO

BLOQUE 3: CRAQUEOS TERMICO Y CATALITICO - …ocw.upm.es/ingenieria-quimica/quimica-de-combustibles-y-polimeros/... · craqueo catalitico objetivo: producciÓn de parafinas ramificadas

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�� BLOQUE 3: CRAQUEOS TERMICO Y BLOQUE 3: CRAQUEOS TERMICO Y CATALITICOCATALITICO

ESCISIÓN

DESHIDROGENACIÓN

DIMERIZACIÓN

PARAFINA PARAFINA + OLEFINA(+ CORTA)

PARAFINA OLEFINA + H 2

OLEFINA 1 + OLEFINA 2 PARAFINA

∆GR=18940-33,8 T cal/mol

∆GR=30200-33,8 T cal/mol (n ºC>4)

∆GR=-18940-33,8 T cal/mol

K p

1

T10

3ºk

-1

300 1000

T ºC

40

4

2

1

1ario

2 ario

3arioHidrógeno

Hidrógeno

Veloc. Relat. al H

T ºC 1 2 3ario

300

600

1000

1

1

1

3

2

1,6

33

10

5

ario ario

INICIACIÓN

CH3 CH2 CH2 CH3

+ 2 H

C C

C H

CH2 CH2 CH2 CH3

CH3 CH2 CH3 CH2 CH2+* **

CH3 CH CH2 CH3

*

**

PROPAGACIÓN

CH3 CH2 CH2

CH2 CH2 CH2 CH3

CH3 CH CH2 CH3

β

β

β

α

α

α

CH3 + CH2 CH2

CH2 CH2 + CH3 CH2

CH3 CH CH2 + CH3

TERMINACIÓN

COLIGACIÓN

CH3 CH2

CH3

+ 3 H

2 CH3

H

C2 2 C2 C4

CH3 CH3

CH4

H2

(C2 )

DESPROPORCIÓN

CH2 CH2 + CH3 CH4 + CH2 CH2

H

CH2 CH CH CH2

CH2

CH2

CH2

CHH2C

H2C

CH3

CH

CH2

CH2

CHH2C

H2C

CH3

+ HCH

CH2

CH2

CHH2C

H2C

CH3

CH

CH2

CH2 CH2

CHH2C

CH3

+CH3

+

CH CH2 CH3*

CH2 CH CH3**

CH2 CH2 CH2***

CH2 CH2 CH3****

+ 4 H

C H

INICIACIÓN CH2 CH2 CH3

* ** ***

****

C C

CH2 CH2 CH3

+CH2 CH3

+

CH2

CH3

+

CH2 CH2

* ** ***

CH2 CH2 CH3

* ** ***

CH2 CH2

CH2 CH2

αβ

+

CH CH2 CH3

CH3

α β

+

CH CH2

CH3 CH2 CH2

CH3

+

CH2 CH2

β α

PROPAGACIÓN

CH2 CH2 CH2 CH2αβ

+ CH2 CH2

CH2 CH CH3αβ

+ CH2 CH CH3

+ H C6H6

+ H C6H5 CH3

CH2

+ H n propil benceno

CH2 CH2 CH3

CH3 CH2 C2+ H

CH3 CH4+ H

2 H H2

TERMINACIÓN

COLIGACIÓN

DESPROPORCIÓN

H

C6H6 + C2CH2 CH2 +

CRAQUEO TERMICO DEL ETILENO

CH2 CH

CH2 CH CH CH2

TRCH3 CH2 + CH2 CH2

AR

ER

-HCH CH

+ C2H3

CH3 CH3 + CH2 CH

CRAQUEO TERMICO DEL PROPILENO

CH3 CH CH2 CH3 + CH3 CH CH2

TR

CH4 + CH2 CH CH2CH CH2 + CH3 CH CH2

a)

b)

TR

CH2 CH2 + CH2 CH CH2

a)

-HER (a)

ER + ISOMERIZACIÓN (b)

CH2 C CH2 CH3 C CHb)

CH CH2 + CH3 CH CH2AR

CH2 CH CH CH2

CH3ER

-H

ISOPRENO

CRAQUEO CATALITICO

OBJETIVO: PRODUCCIÓN DE PARAFINAS RAMIFICADAS Y AROMATICOS (MEJORA DEL INDICE DE OCTANO DE LA FRACCIÓN DE GASOLINAS)

PRODUCCIÓN DE OLEFINAS

MECANISMO DE REACCIÓN: HETEROLITICO Ó IONICO

MATERIA PRIMA: FRACCIONES DE LA DESTILACIÓN DEL CRUDO DE MAYOR PE

CONDICIONES OPERATORIAS: 400 - 500 ºC

LIGERO EXCESO DE PRESIÓN

CATALIZADOR: ZEOLITA

SILICATOS CRISTALINOS DE ESTRUCTURA TETRAEDRICA CON TETRAEDROS DE AlO4 Y SiO4 INTERCAMBIADOS CON TIERRAS RARAS MEZCLADOS CON SILICATOS AMORFOS

CATALIZADORES MECANISMO REACCIONES PROCESOS CONVERSIÓN

HIDROGENACIÓNDESHIDROGENACIÓN

1ª CLASE

ISOMERIZACIÓNCICLACIÓN

CRAQUEO CATALITICO

2ª CLASE

R R 2RNi, Pt, ...OXIDOS

ZnO

SULFUROS

R R R + R+Al2O3,WO3,SiO2

(Al2O3_SiO2 ).nH2O

Tamices moleculares

[(Si,Al)O2]x .nH2O....Na+K+

CATALIZADORES MECANISMO REACCIONES PROCESOS CONVERSIÓN

HOMOLISIS

HETEROLISIS

BIFUNCIONALES

HIDROG.; DESHIDROG.;

ISOMER. Etc...

HIDROCRAQUEO

REFORMADO

CATALITICO

Ni - Al2O3 - SiO2

Zr O2

MECANISMO DEL CRAQUEO CATALITICO

INICIACIÓN

CH3 CH2 CH2 CH3 + H+

a) CH3 CH2 CH CH3 + H2

b) CH3 CH2 CH2 CH2 + H2

+

+

PROPAGACIÓN

RUPTURA EN ß:a) CH3 + CH2 CH CH3

b) CH3 CH2 + CH2 CH2

+

+

ISOMERIZACIÓN:

TERMINACIÓN

ELIMINACIÓN:

ADICIÓN:

a)

b)

CH3CCH3

CH3

+

CH3 CH2 CH2 CH2 + H

(CH3)3C CH2 CCH3

+ H

+ +

+

CH3

+

CH3 + H2 CH4 + H

(CH3)3C + H2 (CH3)3CH + H

+ +

++

AROMATICOS

1)

+

CH CH3

A B

+

CH2 CH2

+ + 2 H2

CH2 CH3

2)

3)

B A

B CH2 CH2 +

+

CH2 CH3

;

(ISOMERIZACIÓN)

(RUPTURA EN ß)