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Instituto Politcnico Nacional.

Escuela Superior de Ingeniera Qumica e Industrias Extractivas.Proceso Merox (Oxidacin de Mercaptanos).

ElaboradoPavn Garca Antonio.Navarrete Cruz David Antonio.Introduccin.Ustedes saben lo que es un Mercaptano?

Es la forma convencional de llamar a los tioles. Su grupo funcional es el siguiente

Caractersticas generales

Los tioles son lquidos incoloros con un olor parecido al del ajo. Adems son corrosivos en tuberas de cobre y al estar en combustin producen acido sulfrico provocando la lluvia acida.

Introduccin.Objetivo del Proceso.Merox , por sus siglas en ingles, es un proceso de conversin cataltica en el cual los mercaptanos son convertidos a disulfuros promovidos por un catalizador desarrollado en el IMP (Instituto Mexicano del Petrole) el cual activa la oxidacin a temperatura ambiente usando oxigeno atmosfrico.

Introduccin.Diagrama de flujo simplificado.

Descripcin del Proceso.Introduccin.La corriente de hidrocarburo amargo fluye del tanque de alimentacin al contactor con la solucin de Sosa Caustica conteniendo el catalizador (IMP-OM-1) y el aire. La mezcla fluye a un tanque separador en donde es extrada por la parte superior la corriente de hidrocarburo tratado mas aire remanente y por la parte inferior la solucin de Sosa regenerada.

Tipos de unidades de proceso Merox.Introduccin.En la actualidad se han diseado diversas versiones del proceso Merox, todas ellas para un propsito en especifico.

Merox convencional.- Para la extraccin de mercaptanos del GLP y naftas ligeras.

Minalk Merox.- Para el endulzamiento de naftas intermediarias, este proceso inyecta pequeas ppm de Sosa Caustica en la nafta de alimentacin.

Merox libre de Sosa.- Como su nombre lo indica es un proceso que cambia a la sosa caustica por una solucin de amoniaco y agua, y as alcanzar la alcalinidad deseada, es utilizado en la querosina y algunas veces en la turbosina.

Diagrama del proceso Merox para turbosina.Introduccin.

Diagrama del proceso Merox para Gas LP.Introduccin.

Introduccin.Qumica del Proceso.El proceso Cataltico de remocin de Mercaptanos presentes en hidrocarburos ligeros, permite el endulzamiento de diversos productos desde una mezcla de propano-butano (Gas LP) hasta fracciones tipo nafta mediante el tratamiento a base de soluciones Causticas de Hidrxido de Sodio en presencia de un catalizador organometalico.Qumicamente el proceso consiste en las siguientes reacciones moleculares :

RSH + NaOH NaSR + H2O

RSNa + O2 NaOH + R2S2Contenido.Catalizador.Los procesos mas recientes de conversin de Mercaptanos consideran como catalizadores de oxidacin quelatos o complejos organometalicos generalmente a base de fierro, cobre y cobalto.

El catalizador desarrollado por el IMP consiste de una ftalocianina de cobalto sulfonada en un grado tal que se pueda lograr la suspensin del mismo en la solucin de Sosa. Este catalizador es muy conocido por su capacidad para catalizar la oxidacin de Mercaptanos en destilados del Petrleo agridulce, sin embargo han encontrado muy poca aceptacin en el tratamiento.

Por esa razn se estn estudiando y creando diferentes tipos de catalizadores, por ejemplo;

Ftalocianina de cobalto encapsulada en Zeolita X e Y para aumentar su fuerza bsica.Catalizador.Contenido.

El catalizador utilizado es de un tono verde azulado, amorfo insoluble en agua, resistente a altas temperaturas. Muy estable a la luz, el calor y las soluciones qumicas. Variables del Proceso.Contenido.Presin.- La presin de operacin en el mezclador debe ser tal que el aire necesario para la oxidacin de los Mercaptanos en la fase acuosa, tenga la mxima solubilidad en la misma. Para tal efecto se sugiere que la presin mnima de operacin sea de 3-3.5 Kg/cm2.

2.-Temperatura.- El aumento de temperatura reduce la solubilidad del aire en la fase acuosa. Se sugiere que la temperatura de operacin mxima sea de 40 grados Celsius.

3.-Flujo de aire.- Se recomienda un flujo de aire de 20 lt/h.

4.-Concentracion de catalizador en la solucin de sosa.- Dentro del intervalo de 75-300 ppm, no se tienen variaciones notables en la eficiencia de oxidacin de los mercaptanos.Contenido.Efectos de las variables del proceso.La reaccin se altera de acuerdo con las siguientes variables de operacin:

1.-Concentracion de la solucin de NaOH.- Dentro de ciertos limites (6-19% en peso) el aumento de la concentracin mejora la extraccin

2.- Temperatura.- El aumento de la temperatura favorece la reaccin inversa.

3.-Tipos de Mercaptanos.- El aumento del peso molecular y la ramificacin disminuyen el carcter acido de los mercaptanos y consecuentemente la facilidad de reaccin.

4.-Concentracion de Mercaptanos.- El grado de extraccin es funcin directa del contenido de mercaptanos en la corriente de hidrocarburos.

5.-Relacion de solucin de Sosa hidrocarburo.- Una mayor relacin aumenta el grado de extraccin.Efecto de las variables del proceso.Contenido.El incremento de la velocidad de reaccin se puede lograr mediante el manejo adecuado de las siguientes variables de operacin:

1.-Aumento de la temperatura de extraccin-oxidacin.2.-Aumento de la cantidad de aire respecto al nivel estequiometrico.3.-Aumento del grado de contacto entre la solucin de Sosa, hidrocarburo y aire.4.-Aumento de la concentracin del catalizador.

En resumen, la etapa de extraccin y oxidacin cataltica de los mercaptanos a disulfuros puede representarse en forma simplificada de la siguiente manera:

RSH + O2 Catalizador 2 RSSR + 2 H2ONaOH

Termodinmica de la reaccin.Contenido.

Curiosidades .Contenido.Por su olor desagradable algunos tioles son utilizados como aditivo para dotar de olor a los gases de uso domstico que son inodoros (metano, etano, butano,...) como el metiltiol CH3-SH.

El olor caracterstico de la cebollas y su efecto picante es debido al propanotiol. CH3-CH2-CH2-SH.

Gracias por su atencin.No estuvo tan FCIL! de hacer.