instituto politecnico n a c io n a l escuela superior de...
TRANSCRIPT
IN S T IT U T O P O L IT E C N IC O N A C IO N A L
Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas
“ PROCESO DE EXTRACCION Y SU APLICACION
EN LA REFINACION DE GASOLINAS.”
T E S I SQUE PARA OBTENER EL TITULO DE
INGENIERO QUIMICO INDUSTRIAL
P R E S E N T A
A LE JA N D R O C R IS T O B A L G O M E Z
M E X IC O , D . F 1986
1 % E S C U E L A S UP E R OR DE i n g e n i e r í a Q U I M I C A E I N D U S T R I A S e x t r a c t i v a s
I N S T I T U T O P O L I T E C N I C O N A C I O N A L
DIVISION DE SISTEMAS D E TITULACIONiUÜETCMI
Mo k j c iu m i c a
m ¿ x co D f a b r i l 1 0 de 1 9 8 6
c ALEJANDRO C R IS T 0 3 A L GOMEZ P c s o n te d e Ingen ero QUIMICO IN D U ST R IA L Pre i en re
T E S I S T R A D IC IO N A L IND
o c u e < d o c o r e i s - i f i i 6 o rd en-sen té r e fe r id a o l tem e * PROCESO DE EXTRACCION Y SU
RESUMENI . - INTRODUCCION
I I . - GENERALIDADESI I I . - PROCEDIMIENTOS ACTUALES DE ENDULZADO
I V . - SO LU B ILIZ A D O R ES V . - ENDULZAMIENTO DE LA S G A SO LIN A S (PO R EL METODO DE EXTRACCION)
V I . - C A R A C TER ISTIC A S RESULTAN TES DE L A S GASO LINAS REFIN ADAS POR E L PROCESO DE EXTRACCION
V I I . - EQUIPO U TILIZAD OV I I I . - ASPECTO ECONOMICO
I X . - CONCLUSIONES B IB L IO G R A F IA
El J e f e d e 1 D e p q r to m e n to de O pció nIN G . RUBEN LEHUS BARRON ING» ERIC SOSA CHICATTI
JLI P ro feso r O ' i t n f o d o '
I . iG . L E ^ IS BARP0\
¿ I J e f e d e lo D iv*ston d e S 's , **rrc s Je Titulación
' ash.
El Director de ta Escuela
5 r a . Aurora Gómez E s tev a
S r . Donaciano C r i s t ó b a l Oroz co
A mis padres con profunda gratitud \ cariño:
A mis hermanos:
S e v e r in a
L u c i l a
Rosa
Marcos
M a r í a T e re sa
Fernando
Juan C a r lo s
A mi esposa:
S r a . Rosa lba G u e r r a L u i s .
E. S. I . Q. I . E.
Por l a i n f i n i d a d de c o n o c im ien to s que me b r i n d ó .
A mi escuela:
Mi a g r a d e c im ie n t o a l I n g . ERIC SOSA CHICATTI ,
f a c i l i d a d que me fue p ro p o rc io n a d a para h acer
l a e l a b o r a c i ó n de e s te t r a b a j o .
por l a -
p o s i b l e
A todos lo s que de una manera u o t r a me -
g u ia ro n para o b t e n e r uno de mis sueños más
a n h e l a d o .
I \ D I C E
I . - INTRODUCCION
1.1 O b j e t o d e l E s t u d io
I I . - GENERALIDADES
2 .1 La h i s t o r i a d e l p e t r ó l e o en M éxico y l a i n f l u e n c i a de
o t r o s p a í s e s .
2 . 2 E r r o r e s y f a l l a s en l a e x t r a c c i ó n ü e l p e t r ó l e o c r u d o .
2 . 3 Compuestos de a z u f r e en l a s g a s o l i n a s .
2 . 4 Que es e n d u l z a d o , e x t r a c c i ó n y r e f i n a c i ó n .
2 . 5 O p e r a c ió n de en d u lzad o por e l t r a t a m i e n t o D o c t o r .
2 . 6 M a t e r i a l e s usados como s o l u b i l i z a d o r e s .
2 . 7 Equipos u t i l i z a d o s en e l e n d u lza d o de g a s o l i n a s por
e x t r a c c i ó n .
2 . 8 Como se o b t i e n e e l número de o c t a n o .*
2 . 9 Métodos a n a l í t i c o s usados a c t u a l m e n t e en l a R e f i n e r í a
"18 de marzo"
2 . 1 0 P e r ío d o de proceso para l a e f i c i e n c i a de la d e s u l f u
r a c i ó n " R e f i n e r í a 18 de m a rzo " .
2 .11 F i l t r a c i ó n de l a g a s o l i n a a n t e s de l a d e s u l f u r a c i ó n
y r e f o r m a c i ó n . " R e f i n e r í a 18 de marzo"
R E S U M E N
1
I I I . - PROCEDIMIENTOS ACTUALES DE ENDILZADO
3 . 1 R e f i n a c i ó n de lo s d e s t i l a d o s de p e t r ó l e o con co l u c i o
nes de ¡=osa y p l u n b i t o de s o d i o .
3 . 2 O p e r a c io n e s de e n d u lz ad o por e l t r a t a m i e n t o D o c t o r ,
s o l u c i o n e s de h i p o c l o r i t o , a d s o r c ió n y s a le s c ú p r i c a s .
3 . 3 P r i n c i p a l o b j e t o por e l t r a t a m i e n t o de g a s o l i n a s .
3 . 4 C a r á c t e r í s t i c a s de o t r a s s o l u c i o n e s que i n t e r v i e n e n
en e l t r a t a m i e n t o de e n d u lz a d o .
3 . 5 P o s i b i l i d a d e s de un m e jo r a m ie n t o en l o s métodos de -
en d u lz ad o o
I V . - SOLUBILIZADORES
4 .1 F a c t o r e s que d e t e r m i n a n l a a p l i c a c i ó n g e n e r a l de l a
e x t r a c c i ó n q u ím ic a g e n e r a l por s o l u c i o n e s a l c a l i n a s .
4 . 2 D i s t r i b u c i ó n de m ercaptano e n t r e una f a s e h i d r o c a r b o
nada y s o l u c i ó n a l c a l i n a (R e a c c io n e s de e q u i l i b r i o ) .
4 . 3 E f e c t o d e l m e rc a p ta n o .
4 . 4 E f e c t o de l a c o n c e n t r a c i ó n de sosa .
4 . 5 I n f l u e n c i a de s o l u b i l i z a d o r e s en l a e x t r a c c i ó n de
m e rc a p ta n o s .
4 . 6 E s p e c i f i c a c i o n e s de un s o l u b i l i z a d o r .
2
(Por e l método de e x t r a c c i ó n )
5 .1 E l i m i n a c i ó n de l o s mercaptanos m ed ian te e l p roceso -
de e x t r a c c i ó n usando e l a l c o h o l m é t í l i c o en s o l u c i ó n
c á u s t i c a .
5 .2 Breve h i s t o r i a d e l proceso d e l a l c o h o l m e t í l i c o sobre
l a s g a s o l i n a s .
5 . 3 D e s c r i p c i ó n d e l d iagram a de f l u j o de l a p l a n t a - c o m e r
c i a 1 .
5 . 4 F l e x i b i l i d a d d e l proceso y d a to s o b e t e n i d o s de l a
p l a n t a - c o m e r c i a l .
5 .5 C a r a c t e r í s t i c a s de e s t a b i l i d a d de l a s g a s o l i n a s .
5 . 6 D iagrama de f l u j o esq u em át ica de l a p l a n t a - c o m e r c i a l .
V I . - CARACTERISTICAS RESULTANTES DE LAS GASOLINAS REFINADAS POR
EL PROCESO DE EXTRACCION.
6 .1 El á c i d o s u l f ú r i c o como r e f i n a d o r de l a s g a s o l i n a s .
6 . 2 F a c t o r e s que i n f l u y e n en l a s u s c e p t i b i l i d a d a l plomo.
6 . 3 I n f l u e n c i a d e l c o m b u s t ib le en e l poder a n t i d e t o n a n t e
expresado como número o c t a n o .
6 . A F a c t o r e s que a f e c t a n e l número de octano de una gas£
l i n a e t i l i z a d a .
6 . 5 Marcha s i s t e m á t i c a para l a d e t e r m i n a c i ó n d e l a z u f r e
t o t a l .
ENDULZAMIENTO DE LAS GASOLINAS
V I I .
V I I I .
IX.-
6 . 6 D e t e r m in a c i ó n d e l c o n t e n i d o de mercaptanos d u ian ^e -
l a s e x t r a c c i o n e s .
6 . 7 Métodos a n a l í t i c o s a p l i c a d o s en l a r e f i n a c i ó n de ga
s o l i n a s ( R e f i n e r í a 18 de m a r z o ) .
6 . 8 D e t e r m i n a c i ó n d e l carbón d e p o s i t a d o en e i c a t a l i z a d o r
6 . 9 R e s u l t a d o o b t e n id o de l a s p ruebas a l a g a s o l i n a a n t e s
y después de s o m e t e r la a t r a t a m i e n t o .
6 . 1 0 Algunos de l o s p r o du c to s que se o b t i e n e n en l a R e f i
n e r í a 18 de marzo.
EQUIPO UTILIZADO
( P l a n t a s Pe reo 1 y Perco 2 de l a R e f i n e r í a de A t z c a p o t z a l c o
7 .1 O p era c ión de l a unidad perco N o . l (RV)
7 . 2 O perac ión de l a un idad perco N o . 2 (AW)
7 . 3 O p erac ión de l a s p l a n t a s e s t a b í l i z a d o r a s (dos t o r r e s
e s t a b i l i z a d o r a s ) .
ASPECTO ECONOMICO
8 . 1 Costo d e l equipo
8 . 2 C á l c u l o d e l costo d e l e qu ip o
8 . 3 C á l c u l o de l a i n v e r s i ó n f i j a
CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFIA
R E S l ’ M E S
En e l p r e s e n t e t r a b a j o se r e a l i z ó i n a i n v e s t i g a c i ó n h i s t ó
r i c a de l p e t r ó l e o sobre e l proceso de e x t r a c c i ó n v su a p l i c a c i ó n .
La b reve h i s t o r i a d e l p e t r ó l e o en México y l a i n f l u e n c i a -
de o t r o s p a í s e s .
Las i n f l u e n c i a s de lo s compuestos de a z u f r e que se en cu en
t r a n p r e s e n t e s en l a g a s o l i n a .
Los d i f e r e n t e s métodos de o p e r a c ió n de e n d u l z a d o . La más -
g e n e r a l i z a d a es e l l l a m a d o t r a t a m i e n t o "DOCTOR". Se ha p r o p u e s t o
también e l uso de s o l u c i o n e s de h i p o c l o n t o va sea d e l á c id o
l i b r e o sus s a l e s . De l a misma manera se s u g i e r e una c o m b in a c ió n
de lo s t r a t a m i e n t o s " d o c t o r " e h i p o c l o n t o .
Las e s p e c i f i c a c i o n e s que debe r e u n i r un s o l u b i l i z a d o r ,
t e n i e n d o por e n t e n d i d o de antemano que debe ser a p l i c a b l e
a l uso c o m e r c i a l .
La a p l i c a c i ó n d e l p roceso de e x t r a c c i ó n en l a e l i m i n a c i ó n
de marcaptanos usando a l c o h o l m e t í l i c o en s o l u c i ó n c á u s t i c a .
Costos de o p e r a c i ó n b a jo s deb ido a que lo s r e a c t i v o s t a n t o
sosa como m etan o l son s u f i c i e n t e " e n t e b a r a t o s .
La d e s c r i p c i ó n d e l p roceso de e r d u l z a m e n t ó en e l d i a g r a r a
de f l u j o e s q u e m á t i c o .
La función de cada ano de los equipos.
5
Los métodos que existen para calcular la ef iciencia,
desarrollando caca uno de éstos; para así tener un panorama
más amplio de la elección del método que mejor conviene para
nuestros propósitos.
Por primera vez la planta de tratamiento en vez le ser
una carga pesada para la economía de una ref iner ía se ha conver
tido en un factor económico.
De acuerdo a las especificaciones del equipo se calcula
el aspecto económico.
Finalmente se efectúan las conclusiones de acuerdo a
lo expuesto en los capítulos anteriores y las observaciones
del presente estudio.
6
I._ INTRODUCCION
El o b j e t o p e rs e g u id o a l r e a l i z a r e s t e e s t u d i o so b re
e l proceso de e x t r a c c i ó n y su a p l i c a c i ó n en l a r e f i n a c i ó n
r e f i n a c i ó n de g a s o l i n a s es:
E l i m i n a r lo s compuestos s u l f u r a d o s que a f e c t a r á
e l número de octano y l a s u s c e p t i b i l i d a d a l plomo que
es un f a c t o r d e t e r m i n a n t e pa ra a l c a n z a r e l o b j e t i v o men
c io nado .
E s te t r a b a j o se basa en e l e s t u d i o de los f a c t o r e s
que i n f l u e n c i a n l a s u s c e p t i b i l i d a d a l plomo, que i n c l u y e n
l o s i g u i e n t e : E l o r i g e n y t i p o de g a s o l i n a s , e l grado
de t r a t a m i e n t o a p l i c a d o a l a g a s o l i n a c r u d a , e l c o n t e n i d o
de a z u f r e y l a v o l a t i l i d a d .
Es te e s t u d i o e s t á basado en l a s e x p e r i e n c i a s g e n e r a
l e s de todo e l p e r s o n a l que p a r t i c i p a en e l buen f u n c i o n a
m ie n to d e l proceso en l a r e f i n e r í a "18 de m a rz o " , p ara
c o n j u n t a r e s t a e x p e r i e n c i a con l a s i n v e s t i g a c i o n e s r e a l i -
das por to d as l a s compañías p e t r o l e r a s a n i v e l m u n d ia l
con e l f i n de e s t a b l e c e r l a s normas y p r i n c i p i o s t é c n i c o s
de o p e r a c i ó n y m a n t e n im i e n t o .
A c tu a lm e n te l a r e f i n e r í a "18 de marzo" p ro c e s a
1 2 , 0 0 0 B/D de g a s o l i n a p r i m a r i a s i n e s t a b i l i z a r en l a s
1.1 Objetivo del estudio.
7
C o n s i d e r a r que es de gran i m p o r t a n c i a económica una
i n v e s t i g a c i ó n de lo s f a c t o r e s que a f e c t a n l a s u s c e p t i b i l i
dad a l plomo s ien d o uno de lo s f a c t o r e s que r e q u i e r e una
c o n s i d e r a c i ó n , s e r í a l a i n f l u e n c i a de l o s p rocesos de r e
f i n a c i ó n .
Se ha notado que l a s u s c e p t i b i l i d a d a l plomo de
d e t e r m in a d a s g a s o l i n a s d is m in u ye en mayor o menor c a n t i d a d
a l s u j e t a r l a a l t r a t a m i e n t o con l a s o l u c i ó n D o c t o r .
A c tu a lm e n te se a p l i c a con b a s t a n t e g e n e r a l i d a d e s t e
proceso en l a r e f i n e r í a "18 de m arz o " , con e l p r o p ó s i t o
de e l i m i n a r e l mal o l o r debido a lo s m ercaptanos que se
e n c u e n t r a n normalmente en l a s g a s o l i n a s .
S ig u ie n d o con e l t r a t a m i e n t o de l a s g a s o l i n a s , en
e s t e e s t u d i o se dan a lg u n o s l m e a m i e n t o s con r e s p e c t o a l
número de oc tan o y l a s u s c e p t i b i l i d a d a l plomo por s e r l a
c u a l i d a d s o b r e s a l i e n t e d e l proceso en e s t u d i o e l d a r l e ma
y o r in c r e m e n to a e s t e asp ecto de l a c a l i d a d de l a g a s o l i n a .
E l avance t e c n o l ó g i c o d e l hombre ha creado una s e r i e
de g raves problemas e n t r e lo s que se e n c u e n t ra n e l d e s e
q u i l i b r i o s i m b i ó t i c o , causado por l a c o n t a m in a c i ó n de lo s
d i f e r e n t e s medios b i o l ó g i c o s como son: e l ag u a , e l a i r e
y l a t i e r r a , es to s medios son r e g e r a b l e s , s i t i e n e n e l
t iempo s u f i c i e n t e para e f e c t u a r sus c i c l o s de r e g e n e r a c i ó n ;
en l a a c t u a l i d a d e s to s c i c l o s ya no son p o s i b l e s , deb id o
Plantas Perco 1 y Perco 2.
a que e l aumento de l a p o b la c ió n ha ido r e c o r t a n d o l a
a f l u e n c i a de lo s n e d io s como son: e l agua y e l a i r e .
La marcha de i n d u s t r i a l i z a c i ó n y p rogreso que ha
em p ren d id o la humanidad no puede f r e n a r s e , e x i s t e n normas
g u b e rn am en ta les cuyo o b j e t i v o es p r e v e n i r l a c o n t a m in a c i ó n
con l a menor i n v e r s i ó n de e s f u e r z o s y r e c u r s o s .
La R e f i n e r í a "18 de marzo" de P e t r ó l e o s M e x ic a n o s ,
ubicada en l a zona de A z c a p o t z a l c o , y cuya i m p o r t a n c i a r a
d i c a en a b a s t e c e r de c o m b u s t ib le a l a c iu dad y a todo e l
V a l l e de M é x ic o , a s í como d e r iv a d o s d e l p e t r ó l e o que son
f a c t o r e s d e c i s i v o s para l a i n d u s t r i a y l a economía de e s t a
r e g i ó n .
En l a R e f i n e r í a "18 de m a rzo " , se u t i l i z a n t r a t a
m ie n tos c á u s t i c o s p a ra n e u t r a l i z a r componentes de a z u f r e
en d i f e r e n t e s pro cesos de l a misma. La sosa después de ser
u t i l i z a d a en e s t o s t r a t a m i e n t o s se denomina "sosa g a s t a d a " .
Es ta r e f i n e r í a c u e n ta con i n s t a l a c i o n e s t a l e s , que
l e p e r m i t e n r e a l i z a r sobre e l p e t r ó l e o crudo una s e r i e deI
t r a n s f o r m a c i o n e s que conducen a su máximo a p r o v e c h a m ie n to
a f i n de o b t e n e r fu n d a m e n ta lm e n te , g a s o l i n a s , g a s o v i o n e s ,
t u r b o s i n a s , k e r o s i n a s , d i e s e l , gases l i c u a d o s , n a f t a s ,
a c e i t e s y a lg u n o s p ro d u c to s p e t r c q u í m i c o s . La m a y o r ía de
e s to s p ro du cto s se o b t i e n e n amargos, por c o n te n e r á c i d o
s u l f h í d r i c o y raercaptanos, por l o que es n e c e s a r i o e n d u l
z a r l o s , por e l i m i n a c i ó n de esos compuestos med ia n te t r a t a
mien to de d i e t a n e l a m i n a y sosa c á u s t i c a .
9
GENERALIDADES
de o t r o s p a í s e s .
El p e t r ó l e o a t r a v é s de l o s años siempre ha s id o
m o t iv o por e l c u a l n u e s t r o p a ís ha t e n i d o que e n f r e n t a r s e
a sus b e n e f i c i o s y compromisos.
E l p e t r ó l e o fue usado d u r a n t e l a c o l o n i a como h a b ía
s id o por Noe, para c a l a f e t e a r buques, y l a s a u t o r i d a d e s
V i r r e y n a l e s deben h aber a t i s b a d o su i m p o r t a n c i a porque en
l a s l e y e s de i n d i o s se l e s c o n s i d e r a con e l nombre de
" b i t u n e s " o "Jugos de t i e r r a " , e n t r e l o s b ie nes de l a c o
rona .
La " p r e h i s t o r i a " d e l p e t r ó l e o es l a r g a y capaz de
f a s c i n a r a más de un e r u d i t o , pues s i g u i é n d o l e l a s h u e l l a s
se puede l l e g a r desde l a a n t i g u a B a b i l o n i a a l a I n d i a y
h a s t a l a c h in a de l a D i n a s t í a de Han. Pero en r e a l i d a d lo
que nos i n t e r e s a d e l p e t r ó l e o efl su h i s t o r i a . E s ta h i s t o
r i a mexicana d e l p e t r ó l e o comienza a mediados d e l s i g l o
X I X , cuando e l C o ro n e l N o r t e a m e r ic a n o Edwin L. D r a k e , se
d e c i d i ó a h o ra d a r l a t i e r r a en busca de un i l u m i n a n t e más
b a r a t o y e f i c i e n t e que l a e s t e a r i n a de l a s v e l a s . Su p r o
c e d i m i e n t o que e r a e l de l a s p e r f o r a d o r a s de s a l d ió r e
s u l t a d o , E l pozo de 23 metros de p r o f u n d i d a d que a b r i ó ,
p r o d u j o 25 b a r r i l e s d i a r i o s , y l a humanidad con una
2.1 La historia del petróleo en México y la influencia
lámpara de p e t r ó l e o en l a mano, pudo a d e n t r a r s e desde
entonces en l a s e n t r a ñ a s de l a noche, para c o n q u i s t a r más
horas a l d í a .
A c o n s e c u e n c i a de e s t e d e s c u b r i m i e n t o t r a s c e d e n t a l
operó l a r e v o l u c i ó n t é c n i c a que aún no l l e g a a su f i n ;
pr im ero fu e e l a lum brado en a l t a e s c a l a , lu ego l a p r o d u c -
cc ión en s e n e de lám p ara s de " k e r c s i n a " que encumbró a
R o c k e f e l l e r en l a c ima de l o s m i l l o n e s , después l a g a s o l i -
que h i z o p o s i b l e esa m a r a v i l l a de n u e s t r a ép o ca , que es
l a t r a c c i ó n d e l a u t o m ó v i l , l a a v i a c i ó n ; a l f i n e l h a l l a z g o
de l a p e t r o q u í m i c a que c o n v i e r t e e l a c e i t e de sosa en una
e s p e c ie de p i e d r a f i l o s o f a l , capaz de s e r t r a n s f o r m a d o en
lo s p roductos más d i s í m b o l o s .
2 . 2 E r r o r e s y f a l l a s en l a e x t r a c c i ó n d e l p e t r ó l e o c r u d o .
Debido a l a c r e c i e n t e demanda d e l p e t r ó l e o por lo s
p a íses i n d u s t r i a l i z a d o s , Méx ico es uno de l o s p a is e s que
ha t e n i d o que a c e l e r a r l a e x p l o t a c i ó n de sus campos p e t r o
l í f e r o s deb id o a , l o s compromisos c o n t r a i d o s con e s t o s
p a í s e s , p re s io n a d o por l a a g o b i a n t e deuda que n u e s t r o p a í s
t i e n e . M o t iv o por e l c u a l se p e r f o r a y se e x p l o t a n pozos
p e t r o l í f e r o s s i n c o n s i d e r a r su c ap a c id a d de t r a n s f o r m a c i ó n -
La ú n i c a forma de a l c a n z a r un e q u i l i b r i o económico
p e t r o l e r o , es m antener n u e s t r a e x t r a c c i ó n d e l crudo con
l a cap ac id ad que tenemos de t r a n s f o r m a r en lo s p ro d u c to s -
11
más v a r i a d o s y v e n d i é n d o l o de e s t a forma en e l cercado i n
t e r n a c i o n a l ; tomando tambié n en cu en ta sus n e c e s id a d e s de
consumo, para de e s t a forma no s a t u r a r e l mercado m u n d ia l
y e s t e p e t r ó l e o haga su a p a r i c i ó n en e l mercado n e g ro ,
debemos tomar e l p e t r ó l e o no como un r e c u r s o para c u m p l i r
con l o s pagos de lo s i n t e r e s e s de l a deuda, s in o como un
f a c t o r i m p o r t a n t e para e l d e s a r r o l l o t é c n i c o , c i e n t í f i c o
y económico de n u e s t r o p a í s .
2 . 3 Compuestos de a z u f r e en l a s g a s o l i n a s
A cid o S u l f h í d r i c o . - Debido a sus p ro p ied ad e s a l t a m e n
te t ó x i c a s p e r f e c t a m e n t e c o n o c id a s , a lo s i n c e n d i o s c a u s a
dos por l a r á p i d a o x i d a c i ó n d e l s u l f u r o de f i e r r o formado
por c o r r o s i ó n d e l á c id o mismo, por e l ox íg eno de l a i r e y
por su a c c ió n c o r r o s i v a sobre lo s m e t a l e s . En el caso de
d e s t i l a d o s g e n e ra lm e n t e es s u f i c i e n t e l a e x t r a c c i ó n con
s o l u c i o n e s a l c a l i n a s ; t a l e s como h i d r ó x i d o o c a rb o n a t o de
s o d io o b ie n usando l e c h a d a s de c a l , en e l caso de m ezc las
gaseosas e l á c i d o s u l f h í d r i c o se e l i m i n a a s í mismo usando
s o l u c i o n e s a l c a l i n a s y l a s r e a c c i o n e s que se e f e c t ú a n se
pueden r e p r e s e n t a r de l a manera s i g u i e n t e :
Na2 C0 3 + H2S >Na SH + Na HC0 3
Na OH + H2S >Na SH + H20
Na SH + NaoH »Na2S + H20
O tro r e a c t i v o compuesto es l a b r u c i t a :
Mg ( o H ) 2 + 2H2 S » Mg ( SH) 2 + H20
12
Si lo s gases c o n t i e n e n t a n t o á c id o s u l f h í d r i c o como
s u l f u r o de ca rb ono y se emplea h i d r ó x i d o de c a l c i o como
medio de e x t r a c c i ó n , se forma e l t i o c a r b o n a t o de c a l c i o :H S H 0 CS
Ca(OH ) 2 » C a ( SH) 2 - 2 - » C a ( 0 H ) (SH) — 2»Ca(OH ) 2 .CaCS2
A z u f r e E l e m e n t a l . - La p r e s e n c i a d e l a z u f r e e l e m e n t a l
en lo s d e s t i l a d o s d e l p e t r ó l e o puede s e r a t r i b u i d o a d e s
composic ió n de compuestos c o m p le jo s de a z u f r e , d u r a n t e l a s
o p e r a c io n e s de d e s t i l a c i ó n ; a o x i d a c i ó n d e l á c id o s u l
f h í d r i c o d i s u e l t o o b ie n por empleo de un exceso d e l mismo
en e l t r a t a m i e n t o " D o c t o r " .
Hay v a n o s p r o c e d i m i e n t o s para su e l i m i n a c i ó n de l a s
f r a c c i o n e s d e l p e t r ó l e o que comprenden e l uso de a l c a l i s ,
s u l f u r o s a l c a l i n o s y e lem en to s m e t á l i c o s :
4 NaOH + S -----3- 2 tía2 S — >- Na2 S2
Na2S + S "í* Na2 S2 & Na 2 *^
Pb(SR ) 2 + S -----> PbS + R - s - s - R
Ha s id o propuesto e l uso de l a s o l u c i ó n Doctor g a s t a d a ,
deb ido a su c o n t e n i d o en s u l f u r o de so d io y m e r c a p t u r o s :I
2 Na SR + S -----* Na2 S + R - s - s - R
Las r e a c c i o n e s con e l a z u f r e e l e m e n t a l de los h i d r o
c a r b u r o s p r e s e n t e s en e l p e t r ó l e o da l u g a r a una a m p l ia
v a r i e d a d de p ro d u c to s o b t e n ié n d o s e en muchas o c a s io n e s
compuestos h e t e r o c í c l i c l o s cuando se hace r e a c c i o n a r l a s
o l e f i n a s ; por e jem p lo e l a c e t i l e n o y e l a z u f r e producen
1 i
no s o lo t x o f e n o s in o también t i o f e n o l , d i s u l f u r o de c a r b o
no y á c i d o s u l f h í d r i c o . Con l a s p a r a f m a s ; por e jem plo e l
oc tano normal y e l a z u f r e .
M e r c a p t a n o s . - Se c a r a c t e r i z a n e s t o s compuestos —
que c o n t i e n e n e l a z u f r e en forma de r a d i c a l -SK; por
p r o p i e d a d e s a c i d a s ; con e xc ep c ió n d e l m e t i l - m e r c a p t a n o que
norm almente es un gas; l o s m ercaptanos son g e n e ra lm e n te
l í q u i d o s que poseen puntos de e b u l l i c i ó n un poco más b a jo s
que lo s a l c o h o l e s .
Las r e a c c i o n e s más g e n e ra lm e n t e empleadas en l a s í n
t e s i s de lo s m ercaptanos a l i f á t i c o s son l a s s i g u i e n t e s :
(La r e a c c i ó n que se e f e c t ú a e n t r e l o s h a lo g e n u ro s
de a l q u i l o y lo s s u l f h i d r a t o s a l c a l i n o s )
Rc l + Na SH -----> RsR + NTa c l .
También se puede p a r t i r de lo s a l c o h o l e s por t r a t a
m ie n to con p e n t a s u l f u r o de f ó s f o r o , e s t e p roceso es a p l i
c a b l e a l a s p a r a f i n a s y lo s a r o m á t i c o s :
5 C2HSOH + P2 S5 --------? 5 C2 H5SH + P2 0 5
5 C6HSOH + P2 S5 --------> 5 C6 H5SH + P2 0 5
Una de l a s r e a c c i o n e s c a r a c t e r í s t i c a s de l o s m ercap
tanos es l a que se e f e c t ú a con los a g e n t e s o x i d a n t e s t a l e s
como :
I2, 0 2,S,FeCl3 y HNfi .14
Reacc ionan con lo s a ld e h id o s y l a s acetonas para dar
m e r c a p t a le s y m e r c a p t o l e s ; éstos ú l t i m o s compuestos por
o x id a c ió n subsecuente nos dan s u l f o n a s .
2 C2HsSH = I 2 * 2HI = C2 H s - s - s ~ C 2H s
4R-SH + 0 2 -------v 2 R - s - s - R + 2H20
2R-SH + S ------> 2 F e C l 2 + R - s - s - R
R-SH + 2HN03 -------» R -S03H + H20 + 2 NO
R SRR-C-H HS-R \ /
« + > C + h2o0 HS-R
SR
R R SR! HS-ft \ /
c o + ----------------> ;c +H , 0I h s - r / \ *r R SR
R SR R SflL-R! / 2
< + 20, ---------------------> Cl \ l \R SR R S02-R
La a f i n i d a d ' de lo s mercaptanos h a c i a l o s a l c a l i s
para fo rm ar m ercaptanos ha s ido e f e c t o de l a b o r i o s o s
e s t u d i o s ; s i r v i e n d o e s t a r e a c c ió n como base para la
e x t r a c c i ó n de lo s mercaptanos de lo s d e s t i l a d o s del p e t r ó
leo:
R-SH + Na oH ---- >• Na SR + H20
15
D i s u l f u r o s . - Aunque e s to s compuestos ya e x i s t e n e.
l o s p e t r ó l e o s c rudos y sus d e s t i l a d o s o r i g i n a l m e n t e , su
p r e s e n c i a en lo s p ro d u cto s ya r e f i n a d o s es debida p r i n c i
pa lm ente a l t r a t a m i e n t o de e n d u lz a m ie n t o que es l a t r a n s
f o r m a c ió n de l o s mercaptanos o d i s u l f u r o s por una o x i d a
c ió n moderada.
Aunque l a p r e s e n c i a de l o s d i s u l f u r o s en la s g a s o l i
nas r e f i n a d a s es menos c r i t i c a b l e que l a de l o s m e r c a p t a
nos desde e l punto de v i s t a d e l o l o r d e s a g ra d a b le s in em
b a r g o , lo s d i s u l f u r o s e j e r c e n un e f e c t o a n i q u i l a n t e s obre
l a s u s c e p t i b i l i d a d a l plomo de l o s c o m b u s t ib le s c i t a d o s .
La r e l a c i ó n e n t r e lo s mercaptanos y lo s d i s u l f u r o s
se ex p re sa por dos s e n c i l l a s r e a c c i o n e s de o x i d a c i ó n y
r e d u c c i ó n .
4R-SH + 0 2 * 2R-S-S-R + 2H20
R -S -S -R + H2 -----» 2R-SH
P o l i s u l f u r o s A semejanza de l o s d i s u l f u r o s , se en
c u e n t r a n p re s e n t e en l o s d e s t i l a d o s d e l p e t r ó l e o o r i g i n a l
m en te , pero en r e a l i d a d son p r o d u c id o s en su c a s i t o t a l i
dad por lo s procesos de e n d u l z a m i e n t o , g e n era lm en te son
l í q u i d o s de punto de e b u l l i c i ó n b a s t a n t e e l e v a d o . La p r i n
c i p a l o b j e c c i ó n a su p r e s e n c ia en l a s g a s o l i n a s en su
p a r a l i z a d o r e f e c t o sobre l a s u s c e p t i b i l i d a d a l plomo.
Los e f e c t o s d e g ra d a n te s de lo s p o l i s u l f u r o s a l q u í l i -
cos s u p e r i o r e s ya ha s id o demostrado con a n t e r i o r i d a d ; >a
16
que l a s p é r d i d a s en número de oc tan o s u f r i d a s por e s t e
t r a t a m i e n t o e r a n mayores que l a s que se o b t u v i e r o n de
c a n t i d a d e s e q u i v a l e n t e s de t r i s u l f u r o s .
Los p o l i s u l f u r o s a l q u í l i c o s s u p e r i o r e s que se
p o d r ía n denominar tam b ién p e r s u l f u r o s ; son an á lo g o s en sus
e f e c t o s sobre l a s d i f e r e n t e s p r o p i e d a d e s de l a g a s o l i n a ,
a lo s p e r ó x i d o s como ya se ha dem ostrado muchas veces ya
que t a n t o l o s p e r ó x i d o s como l o s p e r s u l f u r o s causan una
n o t a b l e d e p r e c i a c i ó n en e l número de o c t a n o , e s t a a n a l o g í a
se puede e x t e n d e r a o t r a s p ro p ie d a d e s de l a g a s o l i n a t a l e s
como l a c o r r o s i ó n p o t e n c i a l ; l a e s t a b i l i d a d a l c a l o r y l a s
gomas p o t e n c i a l e s .
Las g a s o l i n a s que c o n t i e n e n b a j a s p r o p o r c i o n e s de
e s t o s p o l i s u l f u r o s pueden s e r s u j e t a d a s a un c a l e n t a m i e n t o
moderado por un p e r í o d o de t ie m po s i n que s u f r a n una d e s
composic ión a p r e c i a b l e de l o s p o l i s u l f u r o s ; s i n embarg o,
l a e x p o s i c i ó n a l a l u z s o l a r y aún a l a l u z de l o s d í a s
nublados es s u f i c i e n t e para c a u s a r una d es co m p o s ic ió n de
e s t o s compuestos co n fo r m a c ió n de a z u f r e c o r r o s i v o , una
g a s o l i n a que co n te n g a una c a n t i d a d a p r e c i a b l e de p o l i s u l f j i
ros a l q u í l i c o s y en a u s e n c ia de a z u f r e e l e m e n t a l s i no se
expone a l a l u z s o l a r d a r á una prueba n e g a t i v a de c o r r o
s ió n a l a l á m in a de c o b r e , m i e n t r a s que s i se expone a l a
l u z d a r á una r e a c c i ó n f ra n c a m e n t e p o s i t i v a .
17
Las g a s o l i n a s l i g e r a s que c o n t i e n e n so lam en te h i d r o
c a r b u r o s s a t u r a d o s ; d a rán por l o g e n e r a l pruebas de c o r r o
s ió n p o s i t i v a s con c a n t i d a d e s i n s i g n i f i c a n t e s de a z u f r e
e l e m e n t a l ; m i e n t r a s que l a s g a s o l i n a s d e s i n t e g r a d a s pueden
c o n t e n e r una c a n t i d a d c o n s i d e r a b l e m e n t e mayer de a z u
f r e e l e m e n t a l a n t e s de que se obtenga una prueba de c o r r o
s ió n p o s i t i v a por l o t a n t o , l a c a n t i d a d de p o i i s u f u r o s
a l q u í l i c o s p r e s e n t e s en l a s g a s o l i n a s y l a c a n t i d a d de
t a l e s compuestos que ha s u f r i d o descomposic ión no pueden
s e r d e te rm in a d o s s ie m p re por s im p le e x p o s i c i ó n a l a l u z
s o l a r y pruebas s u b s ecu en te s de c o r r o s i ó n . O t ra p r o p i e d a d
i n d e s e a b l e de l o s p e r s u l f u r o s a l q u í l i c o s es su e f e c t o sobre
l a e s t a b i l i d a d de l a s gomas de l a s g a s o l i n a s ; se pueden
comparar con l o s p e r ó x id o s ya que t i e n d e n a d e s t r u i r l o s
i n h i b i d o r e s s i n t é t i c o s que p u d i e r a n s e r a g re g a d o s .
T i o é t e r e s . - Debido a l a p r o p ied a d que t i e n e n l o s
t i o é t e r e s de f o r m a r compuestos de a d i c i ó n con e l c l o r u r o
m e r c ú r i c o , ha s id o p o s i b l e i d e n t i f i c a r p lenam ente e s t o s
compuestos en e l e x t r a c t o á c i d o o b t e n id o de t r a t a r l a s
f r a c c i o n e s de p e t r ó l e o con á c i d o s u l f ú r i c o . Estos compues
tos no poseen a c c ió n d e g r a d a n t e en l a c a l i d a d de una g a s o
l i n a , pues no a f e c t a n l a s u s c e p t i b i l i d a d a l plomo y su
a c c ió n c o r r o s i v o es i n s i g n i f i c a n t e .
CH- CHH '• + HgCl z
CH- CH:> HCI + ll ||
CH -CH
18
De lo a n t e r i o r exp uesto se puede s a c a r cono c o n se
c u e n c ia i n m e d i a t a e l hecho p a t e n t e de que lo s compuestos
de a z u f r e t i e n e n d i f e r e n t e s a c c io n e s sobre l a s c u a l i d a d e s
d e l c o m b u s t i b l e , h a c ié n d o s e por l o t a n t o n o t a b l e l a manera
como a f e c t a n e l á c id o s u l f h í d r i c o , e l a z u f r e e l e m e n t a l ,
lo s m ercap tan os y l o s d i s u l f u r o s a l q u í l i c o s l a c a l i d a d de
una g a s o l i n a .
U l t im a m e n t e se ha p r e s t a d o más a t e n c i ó n a e l e f e c t o
p r o du c id o por l o s compuestos de a z u f r e sobre l a s u s c e p t i
b i l i d a d a l plomo de l a s g a s o l i n a s y se ha d e s v i r t u a d o un
t a n t o l a i m p o r t a n c i a e xag erada que se l e daba a l a a c c ió n
de lo s compuestos s u l f u r a d o s sobre l a c o r r o s i ó n en l o s
motores de c o m b u st ió n ; por l o que no e s t á de mas h a c e r
mención de l a o p i n i ó n de un t é c n i c o e s p e c i a l i z a d o en l a
m a t e r i a , y que d i c e ; conforme a l a s i n v e s t i g a c i o n e s r e a l i
zadas por t é c n i c o s e s p e c i a l i z a d o s quedó p lenamente demos
t r a d o que:
a ) La c o r r o s i ó n e r a un prob lema e x c l u s i v a m e n t e de
c l i m a s f r í o s y que o c u r r e so la m e n te cuando l a t e m p e r a t u r a
e s t á d eb a jo d e l punto de c o n g e l a c i ó n .
b) La c o r r o s i ó n no o c u r r e aún en e l i n v i e r n o en lo s
c a r r o s operados c o n t in u a m e n t e .
c ) La c o r r o s i ó n o c u r r e a b a j a s t e m p e r a t u r a s so la m en
te cuando lo s c a r r o s eran operados i n t e r m i t e n t e m e n t e es
J e c i r ; con muchas paradas y a r r a n q u e s .
19
d) La c o r r o s i ó n no se d eb ía p r i n c i p a l m e n t e a l a z u f r e ,
s ino a e l agua que se acumulaba en l a c a j a d e l c i g ü e ñ a l :
lo s p ro d u c to s de combustión de lo s compuestos de a z u f r e
en l a g a s o l i n a p r i n c i p a l m e n t e b i ó x i d o de a z u f r e no son
n o c ivo s a l acero cuando se e n c u e n t ra en estado seco s in o
so lam ente después de haberse d i s u e l t o en agua.
e) Se ob servó c o r r o s i ó n se vera cuando e l agua se
acumulaba en l a c a j a de c i g ü e ñ a l aún con c o m b u s t ib le s de
ba jo c o n t e n i d o en a z u f r e . T r a b a jo s p o s t e r i o r e s han demos
t r a d o que en p r e s e n c i a d e l agua no so lamente lo s p ro d u cto s
de combust ión d e l a z u f r e , s in o también e l b ió x i d o de c a r w
no y á c id o s n i t r o g e n a d o s que son p ro d u ctos i n e v i t a b l e s de
l a combustión pueden causar daño a lo s c i l i n d r o s y o t r a s
p a r t e s d e l m o to r .
2 . 4 Que es e n d u lz a d o , E x t r a c c i ó n y R e f i n a c i ó n .
Se e n t i e n d e por en dulzado de un d e s t i l a d o á c id o de
p e t r ó l e o l a e l i m i n a c i ó n de lo s mercaptanos ya sea c o n v i r -
t i é n d o l o s en d i s u l f u r o s d i s u e l t o s en e l d e s t i l a d o o b ien
por e x t r a c c i ó n con medios l í q u i d o s o s ó l i d o s .
La e x t r a c c i ó n se funda en e l uso de d i s o l v e n t e s
e s p e c í f i c o s d e l p ro d u cto que se desea e x t r a e r . Las i n s t a
l a c i o n e s para e x t r a c c i ó n son columnas en la s c u a l e s e l
p ro d u cto b r u t o y e l d i s o l v e n t e se mezclan en c a l i e n t e v
a c o n t r a c o r r i e n t e en lo a l t o de l a columna se recog e e l
p r o d u c to r e f i n a d o y en l a p a r t e i n f e r i o r l a m ezc la de
20
d i s o l v e n t e y de e x t r a c t o . Dicha mezc la se t r a t a en e v a p o -
r ad o res \ t o r r e s de f r a c c i o n a m i e n t o para r e c u p e r a r e l
d i s o l v e n t e .
La r e f i n a c i ó n de los h i d r o c a r b u r o s b r u t o s se hace
con t r e s f i n e s :
l s S e p a r a r sus numerosos c o n s t i t u y e n t e s n a t u r a l e s .
2 B Aumentar l a p r o p o r c i ó n de a lguno de e l l o s ; más
i n t e r e s a n t e que l o s demás.
3 a M e j o r a r d ic h o s p roductos n a t u r a l e s o c o n v e r t i r l o s
en o t r o s d i f e r e n t e s .
Hacer más f i n o un pro d u cto n a t u r a l o i n d u s t r i a l para
m e jo r a r su a s p e c t o o su c a l i d a d .
La e l i m i n a c i ó n de lo s mercaptanos de las g a s o l i n a s
es con e l f i n de s u p r i m i r su o l o r d e s a g r a d a b le y ta m b ié n
para o b t e n e r p r o d u c t o s de e le v a d o í n d i c e de o c t a n o .
2 . 5 O p erac ió n de e n d u lz ad o por t r a t a m i e n t o DOCTOR.
C o n s is t e e s e n c i a l m e n t e en a g i t a r e l d e s t i l a d o á c i d o
con una s o l u c i ó n de p l u m b i t o de so d io de donde se forman
lo s m e rc a p tu ro s de plomo en su m ay o r ía s o l u b l e s ; s e g u id o s
de una a d i c i ó n de a z u f r e e l e m e n t a l para l a r e c u p e r a c i ó n
d e l plomo como s u l f u r o s .
2 1
2 . 6 M a t e r i a l e s usados como s o l u b i l i z a d o r e s .
Se ha probado un gran número de m a t e r i a l e s para s a r
usados como s o l u b i l i z a d o r e s e n t r e l o s c u a l e s tenemos a _os
s i g u i e n t e s : a l c o h o l e s , g l i c o l e s , h i d r ó x i d o s c u a t e r n a r i o s
de amonio , s a l e s á c id o s o r g á n ic o s y ira^hos o t r o s ccnpue^-
t o s , a lg u n o s de lo s c u a l e s t e n í a n un r e n d i m i e n t o b a s t a n t e
f a v o r a b l e y o t r o s r e l a t i v a m e n t e p e a u e i o , a l ser a d i c i o n a d o
a s o l u c i o n e s acuosas a l c a l i n a s .
2 . 7 Equipos u t i l i z a d o s en e l e n d u lza d o de g a s o l i n a s por
por e x t r a c c i ó n .
T r a t á n d o s e de una p l a n t a c o m e r c i a l se han o b t e n i d o
l o s s i g u i e n t e s d a t o s : l a t o r r e de e x t r a c c i ó n es una t o r r e
empacada de d iseñ o c o n v e n c io n a l y l a s t o r r e s y tam bores
d e l s is t e m a de r e g e n e r a c i ó n son l a s u s u a le s en l a i n d u s
t r i a , l a s p r e s i o n e s y t e m p e r a t u r a s moderas e v i t a n l a n e c e
s id a d de usar l i g a s de acero e x c e p t o para los tubos d e l
d e l p r e c a l e n t a d o r de l a t o r r e S t n p p i n g de sosa, a q u í se
pueden usar lo s m a t e r i a l e s que comunmente se usan en l a
i n d u s t r i a q u ím ica para e l i i .a i i t jo J<= s^lu^io: .fcs c a l i e n t a : ,
de sosa c á u s t i c a t a l e s como: n í q u e l , a cero n i q u e l a d o ,
m o n e l , e t c .
2 . 8 Como se o b t i e n e e l número de o c t a n o .
E l número de oc tano se o b t i e n e comparando e l compor
t a m i e n t o de un c o m b u s t ib le en un motor s ta n d a r d con v a r i a s
2 2
mezclas de i s o - o c t a n o , 224 t n m e t i l pentano y heptano
n o r n a l ; h a s t a o b t e n e r una i g u a l d a d de d e t o n a c i ó n .
2 . 9 Métodos a n a l í t i c o s usados a c t u a l m e n t e en l a r e f i n e
r í a "18 de m a rzo " .
2 . a ) D e t e r m i n a c i ó n d e l á c id o s u l f h í d r i c o .
2 . b ) D e t e r m i n a c i ó n de a z u f r e l i b r e prueba (DOCTOR)
2 . c ) D e t e r m i n a c i ó n d e l c o n t e n i d o de m e r c a p t a n o s .
2 . d ) D e t e r m i n a c i ó n d e l c o n t e n i d o t o t a l de a z u f r e .
2 . 1 0 P e r ío d o de p ro ce s o ( R e f i n e r í a "18 de m a rz o " ) p a r a l a
e f i c i e n c i a de d e s u l f u r a c i ó n .
Se sabe que l a e f i c i e n c i a de d e s u l f u r a c i ó n d e l react_i
vo Perco es l a de un t i p o s u p e r i o r de c a t a l i z a d o r , s in
embargo, e l p e r í o d o de proceso puede v a r i a r c o n s i d e r a b l e
mente para d i v e r s o s t i p o s de c a r g a . Además, e l p e r í o d o de
proceso e s t á a menudo i n f l u e n c i a d o por e l grado de d e s u l
f u r a c i ó n , e l aumento d e l í n d i c e de o c t a n o , e t c . , que se
r e q u i e r e de una u n id ad p a r t i c u l a r .
Se s u g i e r e que se hagan p e r i ó d i c a m e n t e p ruebas
c o m p a r a t i v a s con l a c a r g a y e l p ro d u c to p ara c o r r e l a c i o n a r
l a e f i c i e n c i a de d e s u l f u r a c i ó n y e l aumento d e l í n d i c e de
o c t a n o . Ba jo l a s c o n d i c i o n e s de d e s u l f u r a c i ó n ( 3 9 9 ° C ) ,
con p ro d u c to de d e s t i l a c i ó n p r i m a r i a es p o s i b l e p r o c e s a r
23
de 436 a 4360 nr* por t o n e l a d a ( 1 0 0 0 kg) de c a t a l i z a d o r ,
depen d ie n do en e l t i p o de c a rg a d e s u l f u r a d a , a n t e s de que
se haga n e c e s a r i a l a r e g e n e r a c i ó n . B a jo l a s s e v e ra s c o n d i
c io n e s de r e f o r m a c i ó n (482 a 5 6 5 ° C ) l a c a n t i d a d pro cesada
v a r í a de 44 a 8 8 por t o n e l a d a de c a t a l i z a d o r , pero e l
aumento d e l í n d i c e de octano es mayor que en l a d e s u l f u r a
c i ó n . Por lo t a n t o e l n i v e l de l a t e m p e r a t u r a de o p e r a c ió n
se d e t e r m i n a sobre bases e c o n ó m icas , pero con f r e c u e n c i a
e s t á i n f l u e n c i a d o por l a s e s p e c i f i c a c i o n e s del p r o d u c t o .
2 . 1 1 F i l t r a c i ó n de l a g a s o l i n a a n t e s de l a d e s u l f u r a c i ó n
y r e f o r m a c i ó n . ( R e f i n e r í a "18 de m a r z o " ) .
La g a s o l i n a que se p ro cesa en una unidad perco de
d e s u l f u r a c i ó n y r e f o r m a c ió n c a t a l í t i c a deberá e s t a r tan
l i m p i a como sea p o s i b l e de a cu e rd o con lo s rrétodos e m p le a
dos en l a d e s t i l a c i ó n y e l t r a t a m i e n t o . Aunque no es
a b s o l u t a m e n t e e s e n c i a l , a s í es de d e s e a r s e que l a ca rg a
se mantenga l i b r e de s u l f u r o de h i d r ó g e n o . Deben e l i m i n a r
se e l agua y c u a l q u i e r s u b s t a n c i a q u ím ic a en su spen s ió n
que c o n t r i b u y a a l a c o r r o s i ó n d e l e q u i p o . Aunque l a s
c o n d i c i o n e s de o p e r a c i ó n de e s t a u n id a d no dan l u g a r a ma
yor c o r r o s i ó n que l a que o c u r r e en una p l a n t a de d e s t i l a
c i ó n i n i c i a l de c r u d o , con un c o n t e n i d o más o menos a l t o
de a z u f r e , l o c i e r t o es que e x i s t e l a c o r r o s i ó n y es o b v io
que deben tomarse l a s d e b id as p r e c a u c i o n e s .
2 4
Puede e m p le a r s e un lav ad o c o n sosa c á u s t i c a u o t r o
á l c a l i para s e p a r a r e l s u l f u r o de h i d r ó g e n o , y puede u s a r
se un f i l t r o o c o a g u la d o r p a ra s e p a r a r e l agua en su sp en
s ión > s a le s o s u b s t a n c i a s q u ím icas d i s u e l t a s .
Si l a carga c o n t i e n e grandes c a n t i d a d e s de s u l f u r o de
h idrógeno es c o n v e n i e n t e a p l i c a r la v a d o p r e l i m i n a r con
sosa c á u s t i c a . La s o l u c i ó n por r e g l a g e n e r a l c o n t i e n e 10
ó 2 0 por c i e n t o de sosa c á u s t i c a que c o n v i e r t e e l s u l f u r o
de h id ró g en o en s u l f u r o de s o d i o .
E l a z u f r e l i b r e o e l e m e n t a l en l a carga no es sep a
rado por e l c a t a l i z a d o r , y como no daña a l c a t a l i z a d o r
puede s e p a r a r s e a n t e s o después d e l p ro c e s o . Si e l s u l f u r o
de h id ró g e n o p r o d u c id o d u r a n t e l a d e s u l f u r a c i ó n se s e p a r a
por medio de la v a d o con sosa c á u s t i c a , e l a z u f r e l i b r e
puede e l i m i n a r s e en l a misma o p e r a c i ó n añadiendo e l baño
c á u s t i c o p o l i s u l f u r o de so d io ( N a 2 Sx) de la s i g u i e n t e
co m p o s ic ió n : Na2 S ¡ ^ a ^ ¿ 3 3 .
Una s o l u c i ó n a p r o p ia d a de p o l i s u l f u r o puede p r e p a
r a r s e mezc lando so’l u c i ó n nueva de sosa c á u s t i c a con 25 a
50 por c i e n t o de una s o l u c i ó n c á u s t i c a que se ha usado
por com ple to en l a s e p a r a c ió n de H2 - de a lg u n a f r a c c i ó n
d e l p e t r ó l e o . Si en e s t a s o l u c i ó n l a c o n c e n t r a c i ó n de
p o l i s u l f u r o es b a j a , é s t a no es a l p r i n c i p i o muy e f i c i e n t e
para l a s e p a r a c i ó n de a z u f r e l i b r e , pero su e f i c i e n c i a
a t i e n t a con e l uso.
25
La c o n c e n t r a c i ó n de p o l i s u l f u r o en l a s o lu c ió n cáus
t i c a puede h ace rse l l e g a r a l punto deseado d i s o l v i e n d o
a z u f r e l i b r e en una pequeña c a n t i d a d de l a s o l u c i ó n y
añ ad ien d o p o l i s u l f u r o c o n c e n t ra d o a l l a v a d o r c a u s t i c o .
El a z u f r e l i b r e se d i s u e l v e más r á p id a m e n t e en c a l i e n t e ,
pero e l c o n t a c t o con e l a i r e debe r e d u c i r s e a l mínimo
d u r a n t e y después de l a p r e p a r a c i ó n , e s p e c i a l m e n t e cuando
e s t á c a l i e n t e .
En caso de que no se tenga a mano s o l u c i ó n c á u s t i c a
d é b i l , e l p o - l i s u l f u r o a l c a l i n o puede p r e p a r a r s e d i s o l v i e n
do a z u f r e l i b r e en una s o l u c i ó n de s u l f u r o de so d io y sosa
c á u s t i c a . Se recomienda que en l a s o l u c i ó n de p o l i s u l f u r o
co ntenga 1 . 5 kg de s u l f u r o de so d io c o m e r c i a l ( 5 0 a 60%
de N ^ S ) , 0 . 3 kg de f l o r de a z u f r e y 1 . 2 kg de h id ró g e n o
de so d io en 10 l t . , de s o l u c i ó n . E s ta s o lu c ió n c o n t e n d r á
p o l i s u l f u r o de f ó r m u la N a 2 S2 » l a c u a l es una com pos ic ió n
re comendable pa ra l a r á p i d a s e p a r a c i ó n de a z u f r e l i b r e
de l a g a s o l i n a .
E l a n á l i s i s D o c to r a p o r t a l a e f i c i e n c i a de l a o p e r a -
r a c i ó n de la v a d o c á u s t i c o o d e l p o l i s u l f u r o . Si e l a n á l i
s i s dem uestra l a p r e s e n c i a de H2 S ó a z u f r e l i b r e e l con
t a c t o de l a g a s o l i n a y l a s o l u c i ó n es inadecuado o l a
s o l u c i ó n es d é b i l . Cuando l a s o l u c i ó n se d e b i l i t a
debe d e s c a r t a r s e so lo 50 a 75 por c i e n t o de é s ta v reem
p l a z a r s e con s o l u c i ó n c á u s t i c a n u eva .
26
III- PROCEDIMIENTOS ACTUALES DE ENDULZADO.
3 . 1 R e f i n a c i ó n de l o s d e s t i l a d o s de p e t r ó l e o con s o l u
c i o n e s de sosa y de p l u m b i t o de s o d i o .
En l a r e f i n a c i ó n de l o s d e s t i l a d o s de p e t r ó l e o es
va costumbre e s t a b l e c i d a l a v a r l o s con s o l u c i o n e s de sosa
a n te s d e l t r a t a m i e n t o á c i d o o a n t e s d e l e n d u l z a m ie n t o con
l a s o l u c i ó n de p l u m b i t o de s o d i o . E s te lavado a l c a l i n o se
hace con e l o b j e t o de e l i m i n a r e l á c id o s u l f h í d r i c o d i -
s u e l t o en e l d e s t i l a d o , ya que esa s u s t a n c i a es o x i d a d a
por e l á c i d o s u l f ú r i c o l o que t r a e r í a como c o n s e c u e n c ia
una p é r d i d a c o n s i d e r a b l e de á c i d o o b ié n r e a c c i o n a r í a con
e l p l u m b i t o de so d io p a ra f o r m a r s u l f u r o de s o d i o l o que
a c a r r e a r í a un consumo i n n e c e s a r i o de plomo. Algunos de l o s
mercaptanos son e l i m i n a d o s de l o s d e s t i l a d o s por e s t e
la v a d o a l c a l i n o como s a l e s a l c a l i n a s o r a e r c a p t u r o s ; p e ro
no se puede o b t e n e r una e x t r a c c i ó n c o m p le ta d e b id o a que
lo s m e rc a p tu ro s de so d io como los s u l f u r o s de s o d io son
f á c i l m e n t e h i d r o l i z a d o s .I
Al e s t u d i a r l a a c c ió n d e l a i r e sobre lo s m e r c a p ta n o s
en p r e s e n c i a de sosa c á u s t i c a , se o b t u v i e r o n d a t o s que
i n d i c a n l a o x i d a c i ó n de lo s mercaptanos t e n ie n d o como
r e s u l t a d o l a s s i g u i e n t e s r e a c c i o n e s :
2R-SH + 0 2 ♦ R -s -s -R + H2 0 2
2R-SH + H2 0 2 -----» R - s - s - k + 2H20
27
Como c o n c l u s i ó n de e s t e e x p e r im e n t o se ob tu vo que
e l io n m e rc a p t u r o no e l mercaptano es e l queesr ea lment e
o x id ad o y que l a v e l o c i d a d de o x i d a c i ó n e s t á d e t e r m in a d a
por l a v e l o c i d a d de d i f u s i ó n d e l ox íg eno a t m o s f é r i c o en
l a capa a l c a l i n a .
3 . 2 O p e r a c io n e s de end u lzad o por e l t r a t a m i e n t o D o c t o r ,
s o l u c i o n e s de h i p o c l o n t o , a d s o r c i ó n y S a le s C ú p r i c a .
T r a t a m i e n t o " D o c t o r " . - P r o b a b le m e n te l a o p e r a c i ó n
de e n du lzad o más g e n e r a l i z a d a es e l l l a m a d o t r a t a m i e n t o
" D o c t o r " que c o n s i s t e e s e n c i a l m e n t e en a g i t a r e l d e s t i l a d o
á c id o con una s o l u c i ó n de p l u m b i t o de sodio de donde se
forman lo s m e rc a p tu ro s de plomo en su m ayo r ía s o l u b l e s
s e g u id a de una a d i c i ó n de a z u f r e e l e m e n t a l para l a r e c u p e
r a c i ó n d e l plomo como s u l f u r o . E s t a s r e a c c i o n e s se pueden
p r e s e n t a r a s í :
Na2 pb 0 2 + 2R-sH ---- ► 2NaoH + Pb (S R ) 2
Pb ( SR) 2 + S -----» Pbs + R - s - s - R
En r e a l i d a d l a s r e a c c i o n e s no son t a n s e n c i l l a s como
a p r im e r a v i s t a p a rec e ya que se ha observado que e l p l o
mo no forma s o lam en te m ercap tu ro s n e u t r o s ; s in o tam b ién
b á s ic o s combinándose é s t o s ú l t i m o s con e l a z u f r e p a r a dar
v a n o s t i p o s de compuestos de a z u f r e y plomo:
P b( OH) 2 + 2R-SH ► Pb( SR) 2 + 2H20
Pb(OH)2 + R-SH ► HO-Pb-SR + H20
2 8
Aunque se forman lo s dos t i p o s de m e r c a p t u r o s en
todos lo s c a so s ; s i n embargo se pueden hacer a l g u n a s g e n e
r a l i z a c i o n e s : l o s n e r c a p t a n o s p r i m a r i o s forman g e n e r a l m e n
te m e r c a p tu r o s n e u t r o s de plomo > lob mercaptanos s e c u n d a
r i o s t i e n d e n a f o rm a r grandes c a n t i d a d e s de m e r c a p t u r o s
b ás ico s de plomo y m i e n t r a s más c o n c e n t r a d a es l a s o l u c i ó n
de p lu m b i t o t a n t o mayor es l a c a n t i d a d de m e r c a p t u r o s
b á s ic o s de plomo en l o s dos c a s o s .
En vez de p r e c i p i t a r e l plomo como s u l f u r o se ha
p ro p u esto l a de sco m p o s ic ió n de lo s m e rc a p tu ro s de plomo
por medio d e l agua o x ig e n a d a pud iéndose r e p r e s e n t a r a s í
l a r e a c c i ó n :
Pd(SR ) 2 + H2 0 2 *• PbO + R - s - s - R + H20
T r a t a m i e n t o con s o l u c i o n e s de h i p o c l o n t o . - Se ha
p ro p u e s to tam b ié n e l uso de s o l u c i o n e s de h i p o c l o n t o ya
á e a á c i d o l i b r e o sus s a l e s ; p a ra e l e n d u l z a m i e n t o de l a s
g a s o l i n a s en e l caso de l a s s o l u c i o n e s s a l i n a s l o s m e r c a p -
tanos pueden s e r o x id a d o s no s o lam e n te a d i s u l f u r o s , s i n o
también a s u l f ó x i d o s y aún a s u l f o n a s a menos que se r e g u
l e cu idadosam ente l a a l c a l i n i d a d o c o n c e n t r a c i ó n . También
puede te n e r l u g a r l a f o r j a c i ó n de r 1 or ..r <-■ - de a z u f r e ,
cuando se forman compuestos de p r o p ie d a d e s o x i d a n t e s se
puede a d i c i o n a r mercaptanos con e l o b j e t o de n e u t r a l i z a r
e s t a a c c i ó n .
29
Se ha s u g e r i d o a n a c o ' b i n a c i ó n de los t r a t a n x e n r o s
" D o c t o r " e h i p o c l o r i t o , t r a t a n d o l a g a s o l i n a a u e h a s u f r i
do una a g i t a c i ó n con s o l u c i ó n de p l u b i t o de s o d i o , c o n u n a
c a n t i d a d s u f i c i e n t e de a z u f r e para e l i m i n a r c o T l e t a r e r t e
e l plomo como s u l f u r o y después de haber separado e l
p r e c i p i t a d o se t r a t a l a g a s o l i n a con una s o l u c i ó n de
h i p o c l o r i t o de so d io o de c a l c i o .
T r a t a m i e n t o con s u l f u r o de plomo ( a d s o r c i ó n )
E l t r a t a m i e n t o de e l s u l f u r o de plomo en l a r e f i n a
c i ó n de l a g a s o l i n a c o n s i s t e : se pasa e l l í q u i d o a t r a v é s
de una capa de s u l f u r o seco f i n a m e n t e m o l i d o , r e g e n e r á n
dose i n t e r m i t e n t e m e n t e e l s u l f u r o de plomo por t r a t a m i e n t o
de s o l u c i o n e s acuosas de un s u l f u r o a l c a l i n o y secando .
Además d e l s u l f u r o de plomo se ha v i s t o que poseen
l a misma p r o p i e d a d o t r o s s u l f u r o s como e l de c o b r e , e s ta ñ o
y se v i ó que l a p r o p o r c i ó n de m ercaptano a d s o r b i d a v a r i a b a
a m p l ia m e n te con l o s d i f e r e n t e s s u l f u r o s . Los compuestos
c ú p r i c o s en g e n e r a l son buenos a d s o r b e n t e s o b se rv á n d o s e
que e l por c i e n t o d e l m ercaptano s e p arad o de l a s o l u c i ó n
d e p e n d ía de l a c o n c e n t r a c i ó n de é s t e en s o l u c i ó n y en l a
p r o p o r c i ó n d e l s u l f u r o c ú p r i c o usado .
T r a t a m i e n t o con s a l e s c ú p r i c a s . - Las s a le s c ú p r i c a s
en forma de d e r i v a d o s c u p r o - a m o n i a c a l e s r e a c c i o n a n con lo s
m erc ap ta n o s para dar m e rc a p tu ro s c ú p r i c o s s o l u b l e s en e l
a g u a .
30
Al poner en c o n t a c t o g a s o l i n a ác id o con s o l u c i o n e s
acuosas de c l o r u r o c ú p r i c o , en t o t a l se e f e c t ú a n dos r e a c
c io n es que t r a e n como r e s u l t a d o l a re d u c c ió n de l a s a l cú
p r i c a y l a o x i d a c i ó n de lo s mercaptanos a d i s u l f u r o s
te n íe n d o s e a s í l a s r e a c c io n e s s i g u i e n t e s :
4R-sH + 2CuC12 -----> R - s - s - R + 2CuSR + 4HC1
2CuSR f 2CuCl 2 * R - s - s - R + 4 CuCl.
E l á c i d o c l o r h í d r i c o formado permanece d i s u e l t o en
l a capa a cu o s a , e l c l o r u r o cuproso queda suspendido en l a
capa acuosa o s i é s t a ú l t i m a t i e n e una c o n c e n t r a c i ó n s u f i
c i e n t e en ió n c l o r u r o , se d i s u e l v e l a s a l c u p r o s a . La r e
gen erac ió n de l a s o l u c i ó n se e f e c t ú a s o p lá n d o l e a i r e .
4CuCl + 4HC1 + 0 2 ----->• 4 CuCl 2 + 2H20
En e l o t r o proceso un a d s o rb e n t e s ó l i d o , por e j e m p l o ,
t i e r r a f u l l e r se impregna con l a s a l c ú p r i c a y se f i l t r a
l a g a s o l i n a á c i d a a t r a v é s de e l l a , en e s t e caso l a r e g e
n e ra c ió n d e l a g e n t e o x i d a n t e se puede l l e v a r a cabo d i s o l
viendo una c a n t i d a d p re d e t e r m in a d a de a i r e en e l d e s t i l a d o
á c id o . ,
Estos son l o s métodos de e n d u l z a m i e n t o más comunmen
te usado y se n o ta que la a n a l o g í a que p r e v a l e c e e n t r e
todos e l l o s es l a co n v e rs ió n de lo s mercaptanos a d i s u l f u t ©
que t r a e como r e s u l t a d o e l e n d u lz a m ie n t o de l a g a s o l i n a .
V a n o s i n v e s t i g a d o r e s demostra ro n que la a d i c i ó n de
c i e r t o s compuestos de a z u f r e a l a g a s o l i n a b a ja b a n e l
31
número de oc tano v r e d u c í a n l a s u s c e p t i b i l i d a d a l plomo,
lo s mercaptanos r e d u c ía n n o t a b le m e n t e e s t a s u s c e p t i b i l i d a d
pero l o s d i s u l f u r o s probaron h a c e r l o con mayor i n t e n s i d a d ;
e s t a s o b s e r v a c io n e s son de i n t e r é s en una comparac ión de
e l e n d u lz a m ie n t o por o x i d a c i ó n de mercaptanos con e l t r a
t a m i e n t o con sosa c á u s t i c a , pues e l t r a t a m i e n t o p l u m b i t o
de so d io y a z u f r e c o n v i e r t e a lo s mercaptanos a d i s u l f u r o s
que permanecen en l a s g a s o l i n a s y d ism in uyen su s u s c e p t i
b i l i d a d a l plomo aún más de lo s m ercaptanos e q u i v a l e n t e s .
Cuando l a g a s o l i n a es t r a t a d a con s o l u c io n e s c á u s t i c a s lo s
mercaptanos son e x t r a í d o s de l a s g a s o l i n a s y por c o n s i
g u i e n t e se e v i t a l a f o r m a c ió n de d i s u l f u r o s que t e n d r í a n
un e f e c t o p e r n i c i o s o sobre l a s u s c e p t i b i l i d a d a l plomo.
A c tu a lm e n te se a p l i c a e l t r a t a m i e n t o con l a s o l u c i ó n Doc
t o r en l a r e f i n e r í a "18 de marzo" p a ra d e t e r m i n a r e l a z u f r e
l i b r e .
3 . 3 P r i n c i p a l o b j e t o por e l t r a t a m i e n t o de g a s o l i n a s .
Las g a s o l i n a son t r a t a d a s con e l p r i n c i p a l o b j e t o
de m e jo r a r e l o l o r d e s a g r a d a b le que poseen; además son
a f e c t a d a s en mayor o menor grado o t r a s p r o p ie d a d e s de l a s
g a s o l i n a s . De e s t a s p r o p ie d a d e s e l número de oc tan o es e l
más i m p o r t a n t e para l a a d m i n i s t r a c i ó n de una r e f i n e r í a no
s o lam e n te porque sea e s p e c i a l m e n t e s u s c e p t i b l e a cambios
a d v e r s o s ; s in o porque aún l a s p é r d i d a s en pequeña e s c a l a
32
son r e f l e j a d a s en c os to s de c o n s i d e r a c i ó n en e l consumo
de t e t r a e t i l o , l a e s t a b i l i d a d a l c a l o r , gomas p o t e n c i a l e s
y l a c o r r o s i ó n p o t e n c i a l son o t r a s p r o p ie d a d e s que son
d i r e c t a m e n t e a f e c t a b l e s por e l e n d u l z a m i e n t o .
Los e f e c t o s a lo s que se hace a l u s i ó n a q u í no son
l o s que o b v ia m e n te r e s u l t a r í a n de un manejo e r ró n e o o f a l
t a de im p lem en to s a p r o p i a d o s ; t a l e s como l a p é r d i d a en
número de o c ta n o d eb id o a l a e x p o s i c i ó n de l a g a s o l i n a a
l a i n t e m p e r i e d u r a n t e e l t r a t a m i e n t o e r í a g i t a d o r e s a b i e r
t o s o b ie n a l a s pruebas p o s i t i v a s de c o r r o s i ó n que fu e s e n
p r o d u c id a s por un uso e x c e s i v o de a z u f r e en e l t r a t a m i e n t o
d o c t o r ; s in o más b ien a l a s l i m i t a c i o n e s i n h e r e n t e s a lo s
pro cesos que se fundan en l a o x i d a c i ó n de l o s m e rca p tan o s
t a l e s como l a p r e s e n c i a de r e a c c i o n e s s e c u n d a r i a s en e l
t r a t a m i e n t o d o c t o r y sus m o d i f i c a c i o n e s .
Las r e a c c i o n e s que t i e n e n l u g a r d u r a n t e e l t r a t a
m ie n to d o c t o r han s i d o o b j e t o de l a r g a s c o n t r o v e r s i a s y
aún no se ha l l e g a d o a un acu e rd o co m p le to y aunque g e n e
r a l m e n t e se c r e e <jue lo s m ercap tan o s son t r a n s f o r m a d o s a
d i s u l f u r o s en su t o t a l i d a d y una pequeña p o r c ió n s u f r e l a
fo rm a c ió n de compuestos s e c u n d a r i o s ; s i n embargo, l o s
e f e c t o s son ta n p ro n u n c ia d os que e s t á c a s i f u e r a de duda
su p r e s e n c i a en c a n t i d a d e s c o n s i d e r a b l e s s iendo é s t o cada
vez más n o t a b l e con e l m e j o r a m i e n t o en lo s métodos a n a l í
t i c o s .
33
en e l t r a t a m i e n t o de e n d u l z a d o .
En una s e r i e de i n v e s t i g a c i o n e s r e a l i z a d a s se encon
t r ó que lo s m ercaptanos de ba jo punto de e b u l l i c i ó n e ia n
f á c i l m e n t e o x id ad o s por s o l u c io n e s de p o l i s u l f u r o s a l c a l i
nos; t a l e s como una m ezcla de p o l i s j l f u r o de s o d io y sosa ,
para que l a s o l u c i ó n de p o l i s u l f u r o de so d io sea e f e c t i v a
debe t e n e r l a f ó r m u l a Na2 Sx en donde X sea por lo menos
3 . Aunque l a s r e a c c i o n e s que se e f e c t ú a n en e l e r d u l z a -
m ie n to no se pueden e x p r e s a r en e c u a c i o n e s s e n c i l l a s ; s in
embargo, e l p r i m e r paso que se e f e c t ú a se puede e x p r e s a r
a s í ;
2R-sH + Na2 Sx --------* R - s - s - R + H2 S + Na2 Sx^
2R-sH + Na2Sx --------► R - s - s - s - R + H2S + i\’a 2 SX2
2R-sH + Na2Sx — > R - s - s - s - s - R + H2S + Na2 SX3
E s t a s e c u a c io n e s demuest ran que se puede f o r m a r simul_
taneam ente l o s d i s u l f u r o s t n s u l f u r o s y t e t r a s u l f uros y
aún p o l i s u l f u r o s más e le v a d o s d u r a n t e e l p r o c e s o . Se
e n c o n t r ó que l a s p é r d i d a s en número de o c tan o e ra n p r o p o r
c i o n a l e s a l a s c a n t i d a d e s p r e s e n t e s de p o l i s u l f u r o s a l q u í
l i c o s s u p e r i o r e s ; a s í mismo se ha e n c o n t r a d o q~e lo s “ e r -
ca p tan o s de b a jo punto de e b u l l i c i ó n son f á c i l m e n t e o x i d a
dos aún por e l a z u f r e e l e m e n t a l y s o l u c i ó n c jú s t ica s ien d o
p r o b a b l e que l a s r e a c c io n e s sean s i m i l a r e s a l a s que ocu
r r e n con l a s s o l u c i o n e s de p o l i s u l f u r o s .
3.4 Características de otras soluciones que intervienen
34
La f o r m a c ió n de t r i s u l f u r o s , t e t r a s u l f u r o s y p o l i -
s u l f u r o s s u p e r i o r e s d u r a n t e e l t r a t a m i e n t o con s o l u c i o n e s
" d o c t o r " que contengan c a n t i d a d e s a p r e c i a b l e s de p l a r b i t o
ae sodio y t r a t a m i e n t o su bsecuente de a z u f r e , q u i z a pueda
ser e x p l i c a d o por l a fo rm a c ió n de p o l i s u l f u r o s t r a n s i t o
r i o s en a u s e n c i a de compuestos de plomo s o l u b l e s en agua ,
es o b v ia que l o s p o l i s u l f u r o s de sodio son f á c i l m e n t e f o r
mados por e l a z u f r e * y l a s o l u c i ó n c á u s t i c a , por l o t a n t o ,
en p r e s e n c i a de s u l f u r o de plomo y ya sea ( a ) a l c a l i y a z u
f r e o ( b ) b a j a s c o n c e n t r a c i o n e s de s u l f u r o de s o d i o y a i r e
se pueden f o r m a r lo s p o l i s u l f u r o s .
E l e n d u l z a i r i e n t o de l a s g a s o l i n a s á c i d a s ya sean
norm ales o d e s i n t e g r a d o s ha s id o d u r a n t e muchos años una
ca rg a pesada p a ra l a i n d u s t r i a p e t r o l e r a t r a y e n d o como
r e s u l t a d o l a e l a b o r a c i ó n por d e t e r m in a d o s métodos de p r o
d u c to s d u lc e s que demanda e l con su m id o r ; s i n d a r l e i m p o r
t a n c i a a l a s p é r d i d a s que acompañan t a l e s t r a t a m i e n t o s .
3 . 5 P o s i b i l i d a d e s de un m e j o r a m i e n t o en los métodos de
e n d u l z a d o .
Jas p o s i b i l i d a d e s se e n c u e n t r a n en l a c o n s e r v a c i ó n
d e l número de o c t a n o , un a n á l i s i s de l a s g a s o l i n a s t r a t a
das por métodos que se basan en l a o x i d a c i ó n de m e r c a p t a
nos o d i s u l f u r o s dem uestra una p é r d i d a que v a r í a e n t r e 5
v Z n ú r e r o s de o c t a n o , é s t a s son d e b id a s a una c o m b in a c ió n
de l a s p é r d id a s ha b id as de corrpuestos l i g e r o s d u r a n t e e l
e n d u l z a m i e n t o .
De é s to se desprende que e l método de e n d u lzad o '• ue
t r a e r í a como r e s u l t a d o una v e r d a d e r a economía s e r í a a q u e l
que e l i m i n a r a lo s compuestos de a z u f r e que son r s a l - e ^ t e
p e r j u d i c i a l e s a una g a s o l i n a que podemos d i v i d i r en dos
c l a s e s :
1) A q u e l lo s que causan l a c o r r o s i ó n en d e t e r m in a d a s
c i r c u n s t a n c i a s t a l e s como e l á c i d o s u l f h í d r i c o , e l a z u f r e
e l e m e n t a l y l o s m erc ap tan o s .
2 ) A q u e l lo s compuestos que a f e c t a n el í n d i c e de
octano y l a s u s c e p t i b i l i d a d a l plomo d i r e c t a m e n t e que como
sabemos son lo s m e rcap ta n o s , l o s d i s u l f u r o s ; l o s p o l i s u l -
f u r o s a l q u í l i c o s s u p e r i o r e s .
Hasta ahora l a t e n d e n c i a ha s id o de d a r l e p r e p o n d e
r a n c i a a l o s procesos que a f e c t a n e l f a c t o r ( 1 ) , pero una
e s t i m a c i ó n c o n s c i e n t e de l a s c u a l i d a d e s i n t r í n s e c a s de una
g a s o l i n a a s í como una v i s u a l i z a c i ó n económica de l o s r e
s u l t a d o s fo rz o sam en te i n c l i n a n l a b a l a n z a h ac ia e l f a c t o r
( 2 ) .
36
IV-- SOLl'BILIZADORES.
e x t r a c c i ó n q u ím ic a g e n e r a l por s o l u c i o n e s a l c a l i n a s .
Se han hecho e s t u d i o s para d e t e r m i n a r l o s f a c t o r e s
que c o n t r o l a n l a a p l i c a c i ó n g e n e r a l de l a e x t r a c c i ó n
expresánd ose l a e c u a c ió n q u ím ic a g e n e r a l de l a s i g u i e n t e
manera :
Na OH + R-sH -----> Na. SR + H20
A t r a v é s de v a r i a s i n v e s t i g a c i o n e s se obtuvo como
r e s u l t a d o l o s s i g u i e n t e s p r i n c i p i o s :
a ) La f i n a l i d a d con que se e x t r a e un m e r c a p ta n o de
una mezc la de h i d r o c a r b u r o s por medio de una s o l u c i ó n
depende p r i n c i p a l m e n t e d e l peso m o l e c u l a r d e l m e r c a p ta n o
y en menor p o r c i ó n de su c o n f i g u r a c i ó n ; es to es que a q u e
l l o s mercaptanos l i g e r o s y de cadena normal son más f á c i
l e s de e x t r a e r que lo s miembros que poseen mayor número
de átomos de ca rb o n o y de cadena a r b o r e s c e n t e .
b) Un aumento en l a c o n c e n t r a c i ó n de h i d r ó x i d o de
sodio t r a e como c o n s e c u e n c ia un m e jo r a m ie n t o en l a f a c i l i
dad de e x t r a c c i ó n pero no en p r o p o r c i ó n d e l h i d r ó x i d o
aumentado y s o lo h a s t a c i e r t o l í m i t e pasado e l c u a l l o s
r e s u l t a d o s son c o n t r a p r o d u c e n t e s .
c ) I n a b a t i m i e n t o en l a t e m p e r a t u r a de e x t r a c c i ó n
aumenta e l grado de remoción de l o s m ercaptanos de l a f a s e
h i d r o c a r b o n a d a .
4.1 Factores que determinan la aplicación general de la
37
d ) L a c o n t o s i c i ó n o n a t u r a l e z a d e l a f a s e M d r o c - ± r -
b o n a d a n o t ^ e n e g r a n i n f l u e n c i a s o b r e e l f e n ó m e n o .
4 . 2 D i s t r i b u c i ó n de mercaptano e n t r e una f ase h i d r o c a r -
bonada y s o l u c i ó n a l c a l i n a . ( R e a c c i o n e s de e q u i l i b r i o )
La d i s t r i b u c i ó n de l o s m ercaptanos puede s e r r e p r e
s e n ta d a esque m át ic a m e n te como s i g u e :
I I I
R-sH ^— g> R-sH .1 -» RS~
Fase Fase acuosa Fase acousa H id ro c a r b o n a d a
E l e q u i l i b r i o I depende de l a s o l u b i l i d a d d e l mer
c ap tan o no n e u t r a l i z a d o en l a f a s e acuosa y en l a f a s e
h i d r o c a r b o n a d a . E l e q u i l i b r i o I I depende de l a c o n s t a n t e
de i o n i z a c i ó n d e l m ercaptano y de l a c o n c e n t r a c i ó n d e l
h i d r ó x i d o l i b r e y d e l a g u a . La d i s t r i b u c i ó n t o t a l de l o s
m erc ap tan o s ; por l o t a n t o se podrá e x p r e s a r según l a s i
g u i e n t e e c u a c ió n :
_ Ka ( OH-v + Kp (1)K <1 " - J T T ÍT^tT; --------T w "
En donde
Kp , ( R S H ) a q _____(RSH)gas
Kw = (H + ) (0H ~) ( H 2 0 )
38
Las c o n c e n t r a c i o n e s de lo s compuestos e n c e r r a d o s en
p a r é n t e s i s e s t á n expresados en moles por l i t r o con e x c e p
c ió n d e l agua para l a c u a l l a a c t i v i d a d es tomada como
medida de l a c o n c e n t r a c i ó n ; (OH) se r e f i r e a l a c o n c e n t r a
c ió n t o t a l de h i d r ó x i d o de so d io l i b r e en e s ta d o de e q u i
l i b r i o s i n n in g u na s u p o s ic ió n con r e s p e c t o a su g ra d o de
i o n i z a c i ó n ; a s í (RS"5 que se usa de una manera s i m i l a r , se
supone además que e l m erc ap tu ro de so d io es i n s o l u b l e en
l a f a s e h i d r o c a r b o n a d a .
La c o n c e n t r a c i ó n de m ercaptanos s i n n e u t r a l i z a r en
l a f a s e acuosa a l c a l i n a es por l o g e n e r a l d e s p r e c i a b l e
con r e s p e c t o a l m e r c a p t u ro y por l o t a n t o l a e c u a c i ó n ( 1 )
queda de l a manera s i g u i e n t e :
Kq = _ J éL ( M I )Kw H2o
K q . - Es l a c o n s t a n t e de e x t r a c c i ó n t o t a l . Es de
i m p o r t a n c i a f u n d a m e n t a l puesto que puede ser usada p ara
c a l c u l a r e l grado de e x t r a c c i ó n d e l m ercap tan o b a j o c o n d i
c io n es de antemano e s p e c i f i c a d a s t a l e s como l a r e l a c i ó n
de volúmenes de g a s o l i n a y á l c a l i , número de t r a t a m i e n t o s
a c o n t r a c o r r i e n t e , e t c .
Es o b v i o que m i e n t r a s más grande sea e l v a l o r de Kq
t a n t o más c o m p le ta s e rá l a e x t r a c c i ó n de m erca p tan o s de
l a f a s e h id r o c a r b o n a d a por medio de l a f a s e acuosa a l c a
l i n a .
39
K p . - R e p re s e n ta l a d i s t r i b u c i ó n de l o s m ercap tan o s
no n e u t r a l i z a d o s e n t r e l a f a s e acuosa e h i d r o c a r b o n a d a ,
es de e s p e r a r s e que Kp s e r á p r o p o r c i o n a l a l a s o l u b i l i d a d
d e l m ercap tan o no n e u t r a l i z a d o en l a f a s e acuosa .
La r e l a c i ó n ka es l a r e c í p r o c a de l a c o n s t a n t e de kw
h i d r ó l i s i s d e l m e rca p tu ro en l a f a s e acu o sa , de a q u í se
de sp ren d e que l a e x t r a c c i ó n de l o s mercaptanos aum enta rá
cuando d ism in u ya l a h i d r ó l i s i s de l o s m e r c a p t u r o s , es to
e s , cuando ka aumente , kw
El e f e c t o de l a r e l a c i ó n OH es o b v io ya que d e t e r m i -H Y O -
na j u n t o con l a c o n s t a n t e de h i d r ó l i s i s Kh=JüL_ e l grado deka
h i d r ó l i s i s d e l m e r c a p t u r o .
Al e x t r a e r l o s m ercaptanos de una s o l u c i ó n h i d r o c a r -
bonada por medio de sosa c á u s t i c a , l a capa acuosa c o n t e n
d rá :
M ercap tan o l i b r e de s o l u c i ó n (SRH)
Mercaptano de so d io no d i s o c i a d o (R -S N a )
Io n e s de m e rc a p tu ro ( S R ~ ) .
Las r e a c c i o n e s de e q u i l i b r i o que se o b t i e n e n e n t o n
ces son l a s s i g u i e n t e s :
1) E l mercaptano t i e n d e a d i s t r i b u i r s e e n t r e l a s c a
pas acuosas e h id r o c a r b o n a d a por s im p le s o l u c i ó n :
( R - s H ) gas ¿ ■■ ?. 1 > ( R - S H ) a q .
Tendremos por l o t a n t o un e q u i l i b r i o :
Ci = ( R - S H ) aq 1 (R -S H )g as
4 0
2) Se forma e l m ercap tu ro de s o d io :
(NaOH) + (R-SH)aq ;----> (R-SNa) + H 20
C 2 = ( ^ S R ) ( H - O H ) _¿ (NaOH) (R -SR)
2) El mercaptano l i b r e en l a capa acuosa e s t á p a r c ia l^
mente i o n i z a d o :
(R -SH )aq * = s ( H + ) + (RS_ )
C- = (H.+ ) _.( R S : ) ,J (R -S H )
4) El hidróxido de sodio está parcialmente ionizado:
(NaOH) ^ (Na+ ) + (OH')
5 ) El mercapturo de sodio está parcialmente ionizado:
« - " ■ > « ■ * > * -
Ahora , s i e s t á c o n c e n t ra d a l a s o l u c i ó n de m e r c a p t u r o
de sodio l a s c o n d ic i o n e s e s t a r á n r e p r e s e n t a d a s por l a
r e a c c ió n de e q u i l i b r i o ( 2 ) . E l e f e c t o de l a d i l u c i ó n es
p r i n c i p a l m e n t e h i d r o l í t i c o y da como r e s u l t a d o l a l i b e r a
c ió n de mercaptano l i b r e .
Se o b serva tam bién que e l mercaptano e x t r a í d o por l a
s o l u c i ó n a l c a l i n a e s t á p r e s e n t e en t r e s form as: (RSH)aq
l i b r e , (RSNa) y (RS“ ) , ya que l a s o l u b i l i d a d de l m e r c a p t a
no con e x c e p c ió n de lo s p r im e ro s miembros es r e l a t i v a m e n t e
pequeña, por l o t a n t o , e l p r i m e r t é r m i n o (RSH)aq es ta n
pequeño que puede ser d e s p r e c i a d o , aún más a l a d i l u c i ó n -
41
q j e se c o n s id e r ó l a mayor p a r t e de lo s mercaptanos e s t á
i o n i z a d o , se desprende en tonces que e l mercaptano o r a d i
c a l m e r c a p t á n i c o e x t r a í d o por l a sosa l o s e r í a p r i n c i p a l
mente como ion (RS_ ) .
Tendremos entonces que l a c o n c e n t r a c i ó n de io n es
(RS- ) en la s o l u c i ó n acuosa e s t a r á a f e c t a d a por l a concen
tración de l a sosa , la a c i d e z r e l a t i v a de l o s m ercap tan o s ,
la cantidad de mercaptanos o r i g i n a l m e n t e p r e s e n t e en l a
fase h id r o c a r b o n a d a , la t e m p e r a t u r a y l a s a n t e r i o r e s cons
tantes :
( R s ~ )a q = Ka Kp C2 C3 C4 (R -SH ) gas
De la ecu ac ió n a n t e r i o r se puede v e r que s ien d o
constantes l o s otros factores, el t é r m i n o (RS~) es d i r e c
tamente proporcional a l t é r m i n o (OH- ) . De todos e s t o s se
deduce que l o s r e s u l t a d o s de l a e x t r a c c i ó n son t a n t o m e jo -
' res cuanto más se aumente l a s o l u b i l i d a d d e l m ercaptano
no neutralizado en la f a s e acuosa y cuando más d ism inu y a
la hidrólisis d e l mercapturo en l a f a s e acu o sa .
4.3 Efecto del Mercaptano.
E l hecho de que lo s mercaptanos de peso m o l e c u l a r
bajo son más s u s c e p t i b l e s de e x t r a e r por s o l u c i o n e s acuo
sas a l c a l i n a s que lo s de peso m o l e c u l a r e l e v a d o , h a b í a s i
do atribuido a l a a c i d e z d e c r e c i e n t e de és to s ú l t i m o s ,
42
pero se ob servó que en e l caso de l o s á c id o s c a r b o x í l i c o s
un aumento en e l peso m o l e c u l a r t i e n e muy poco i n f l u e n c i a
en l a c o n s t a n t e de i o n i z a c i ó n d e l á c id o pero d i s m in u y e
marcadamente l a s o l u b i l i d a d en agua de a q u í se pensó a l g o
' . r e c i d o d e b ía su c e d e r con l a s s e r i e s de m e rcap tan o s l o
que p o s t e r i o r m e n t e fu e c o n f i r m a d o . Se hace n o t a r e l hecho
de que un aumento en peso m o l e c u l a r d e l m ercap tan o t r a e
como r e s u l t a d o una n o t a b l e d i s m in u c i ó n en l a s o l u b i l i d a d
en e l agua y en l a d i v i s i ó n de l o s m ercaptanos e n t r e l a
f a s e h i d r o c a r b o n a d a y e l ag ua, por l o t a n t o é s t o p ro d u ce
una d i s m i n u c ió n c o r r e s p o n d i e n t e en l a c o n s t a n t e de e x t r a c
c ió n t o t a l K j .
4 . 4 E f e c t o de l a C o n c e n t r a c i ó n de Sosa .
La c o n s t a n t e de e x t r a c c i ó n t o t a l aumenta con l a co n
c e n t r a c i ó n de sosa en l a f a s e acuosa pero l a p r o p o r c i ó n
es menor de l o que se e s p e r a r í a d e l aumento de c o n c e n t r a c i ó n
dei á l c a l i . Es te fenómeno se a t r i b u y e a l SALTING-OUT d e l
mercaptano no n e u t r a l i z a d o de l a f a s e acuosa por e l h i d r ó -
x id o de s o d io ; e s t o d a r á l u g a r a una d is m in u c i ó n d e l v a l o r
\ p jr por lo t a n t o un v a l o r c o r r e s p o n d i e n t e menor que K^.
E stas r e l a c i o n e s se i n d i c a n por los d a t o s e x p u e s to s en l a
t a b l a s i g u i e n t e que p r e s e n t a e l e f e c t o d e l h i d r ó x i d o de
so d io en l o s v a l o r e s de Kq p ara e l e t i l y N - b u t i l m e r c a p -
t a n o s . Se hace n o t a b l e e l hecho de que e l fenómeno de
SALTING-OUT se v e r i f i c a mayor i n t e n s i d a d para e l b u t i l
4 3
De l o que se ha v i s t o h a s t a a q u í se desprende que
l a d i s t r i b u c i ó n de un m ercaptano e n t r e una fa s e h i d r o c a r -
bonada y una s o l u c i ó n a l c a l i n a i n m i s c i b l e depende de lo s
f a c t o r e s de e q u i l i b r i o :
1) La d i s t r i b u c i ó n de l o s m ercap tan o s no n e u t r a l i z a
dos e n t r e l a s dos f a s e s .
2 ) La h i d r ó l i s i s d e l m ercaptano en l a f a s e a c u o s a .
De é s to s se ha demostrado que l a s d i f e r e n c i a s de l a
f a c i l i d a d de e x t r a c t i b i l i d a d de v a r i o s mercaptanos de una
f a s e h id r o c a r b o n a d a con una s o l u c i ó n a l c a l i n a puede ser
a t r i b u i d a c a s i en su t o t a l i d a d a d i f e r e n c i a en e l f a c t o r
( 1 ) y en menor p r o p o r c ió n a d i f e r e n c i a s en e l f a c t o r ( 2 )
o a c i d e z de l o s m e r c a p ta n o s .
4 . 5 I n f l u e n c i a de S o l u b i l i z a d o r e s en l a e x t r a c c i ó n de
m e r c a p t a n o s .
A t r a v é s de v a n o s e s t u d i o s e i n v e s t i g a c i o n e s demos
t r a r o n que l a a d i c i ó n de s o l v e n t e s o rg á n ic o s adecuados
l l a m a d o s " s o l u b i l i z a d o r e s " a una s o l u c i ó n acuosa a l c a l i n a
l e i m p a r t í a p r o p ie d a d e s s o l v e n t e s p e c u l i a r e s a l a s o l u c i ó n
" s o l u b i l i z a d a " r e s u l t a n t e , e s t o p r o d u jo un a d e l a n t o n o t a
b l e en e l e s t u d i o de l a e x t r a c c i ó n de m ercaptanos de l a s
f a s e s h i d r o c a r b o n a d a s .
mercaptano que para el etil-raercaptano.
4 4
E l a l c o h o l m e t í l i c o , a s í como e l e t i l e n g l i c o l y l a
g l i c e r i n a que también t i e n e n p r o p ie d a d e s s o l u b i l i z a d o r a s
aunque en menor grado ac túan en l a e x t r a c c i ó n de m e r c a p t a
nos aumentando e l v a l o r de l a c o n s t a n t e Kp o sea, í n f l u e n -
J.a r d p o s i t i v a m e n t e en l a d i s t r i b u c i ó n de lo s m ercap tan o s
en la s o l u c i ó n c á j s t i r a por s im p le d i f u s i ó n l o que t r a e co
mo r e s u l t a d o un aumento en l a c o n s t a n t e de e x t r a c c i ó n t o
t a l .
El aumento d e l v a l o r de l a c o n s t a n t e Kp se pone de
m a n i f i e s t o m id ien d o l a d i s t r i b u c i ó n de un mercaptano e n t r e
una f a s e h i d r o c a r b o n a d a y e l agua en a u s e n c ia de h i d r ó x i d o
a l c a l i n o d es ig n án d o se e s t a c o n s t a n t e por Kp. Se o b se rva
que l a d i s t r i b u c i ó n d e l mercaptano no n e u t r a l i z a d o (Kp)
es mavor en una s o l u c i ó n de 50% de a l c o h o l m e t í l i c o que
en e l agua para todos lo s m ercaptanos y e s t e i n c r e m e n t o
en l a e x t r a c c i ó n a c a r r e a d o por e l a l c o h o l es c o n s i d e r a b l e
mente mayor para lo s mercaptanos más pesados l o que t r a e r á
una r e l a c i ó n s e m e ja n te an l a c o n s t a n t e de e x t r a c c i ó n t o t a l .
Al mismo t iejnpo se ob servó que l a p r e s e n c i a d e l
a l c o h o l m e t í l i c o en l a s o lu c ió n a l c a l i n a e l i m i n a en su ma
vor p a r t e e l e f e c t o de SALTING-OUT que e j e r c e e l h i d r ó x i -
do de so d io h a c i a lo s mercaptanos no n e u t r a l i z a d o s en so
l u c i ó n , aumentando l a c o n c e n t r a c i ó n de é s to s ú l t i m o s en
l a f a s e a l c a l i n a .
Tendremos por l o t a n t o que a l a d i c i o n a r e l s o l v e n t e
45
que a c t ú a como a g e n te s o l u b i l i z a d o r ; l a c o n s t a n t e de ex
t r a c c i ó n t o t a l e s t a r á a f e c t a d a por un nuevo f a c t o r que
l l am arem os "E" quedándonos l a ec u a c ió n que r e p r e s e n t a a l
nuevo proceso de l a manera s i g u i e n t e :
Kq = Kp J É S - ( M l _ ) + E Kw
Siendo "E" e l s ím b o lo que r e p r e s e n t a e ' aumento a c a
r r e a d o por e l s o l u b i l i z a d o r ; es c l a r o que la e x t r a c c i ó n
b a jo é s t a s nuevas c o n d i c i o n e s s e i á más c o m p le ta y ya que
e l a l c o h o l a c tú a con mayor i n t e n s i d a d er. l o s m ercap tan o s
de peso m o le c u l a r más e l e v a d o . T r a e r á como c o n s e c u e n c ia
l a t o t a l e x t r a c c i ó n de e s t o s d e r i v a d o s s u l f u r a d o s de l a
f a s e h id r o c a r b o n a d a lo c u a l no e ra p o s i b l e e f e c t u a r por
medio de l a s o l u c i ó n a l c a l i n a s o l a .
Por o t r o la d o l a ac c ió n que e j e r c e n l o s i o n e s o x h i
d r i l o l i b r e s en l a s o l u c i ó n a l c a l i n a se puede e x p l i c a r de
s a r r o l l a n d o e l proceso de h i d r ó l i s i s que s u f r e n lo s mer
c a p t u r o s en l a s o l u c i ó n a l c a l i n a .
Na SR ;------ ► Na+ + SR“
H 2 ° a » O H " + H +
Come l a mayor p a r t e de l o s m e r c a p t u ro s se e n c u e n t r a n
en forma i o n i z a d a en l a s o l u c i ó n e x t r a c t o r a y a l en con
t r a r s e en p r e s e n c i a d e l agua que forma l a s o l u c i ó n t e n d e
rán a unirse lo s i o n e s m e rcap tu ro ( R S " ) c o n lo s i o n e s h i
drógeno p ro d u c id o s por l a d i s o c i a c i ó n d e l agua p ara p r o d u
c i r un compuesto poco d i s o c i a d o como l o es e l m e rc a p ta n o :
46
RS~ + H+ --- ► R-sH
Al e f e c t u a r s e e s t e ienómeno ya que l a c o n s t a n t e de -
d i s o c i a c i ó n d e l agua no puede v a r i a r , n e c e s i t a r á d i s o c i a r
se más agua p a ra r e s t a b l e c e r e l e q u i l i b r i o , pero l o s i o n e s
m ercapturo s e g u i r á n a p a r t a n d o d e l e q u i l i b r i o de l agua más
io n es H+ y a l v o l v e r s e a r e s t a b l e c e r e l e q u i l i b r i o d a r á
como r e s u l t a d o todo é s t o , l a p r o d u c c ió n de un exceso de
io n es 0H+ l o s que p r o d u c i r á n e l e f e c t o c o n t r a r i o o s e a ,
d e te n drán en un «a m e n to dado l a h i d r ó l i s i s de l o s m ercap
t u r o s que s e r á cuando se hayan s a t i s f e c h o l a s dos e c u a c i o
nes :
K = (H+ ) (OH- )
K = (FS~) (H+)(RSH;
De a q u í se n o ta l a n e c e s id a d de que siempre e x i s t a un
exceso de io n e s o x h i d r i l o l i b r e s , l o que hace que se a l
cance in m e d i a t a m e n t e l o s e q u i l i b r i o s a n t e r i o r e s , l o c u a l
se co n s ig u e usando s o l u c i o n e s c o n c e n t r a d a s de h i d r ó x i d o
de so d io p a r a e f e c t u a r l a e x t r a c c i ó n .
E l m e j o r a m ie n t o o b t e n i d o se dem uestr a por l o s d a t o s
de l a f i g u r a que m u es t ra l a e x t r a c c i ó n de una s e r i e de
m ercaptanos p r e s e n t e s en i s o o c t a n o . Usando s o l u c i o n e s
acuosa a l c a l i n a s y una s o l u c i ó n a l c a l i n a s o l u b i l i z a d a . Los
r e s u l t a d o s e s t á n exp res a do s en t é r m i n o s de la c o n s t a n t e
de e x t r a c c i ó n t o t a l Kq, que se usa de l a manera s i g u i e n t e :
47
f q _ C o n c e n t r a c i ó n de mercaptanos en l a f a s e h id r o c a r b o n a d a C o n ce n t rac ió n de m ercaptanos en l a f a s e acuosa
Es o b v io que m ie n t r a s mayores sean l o s v a l o r e s de
l a c o n s t a n t e de e x t r a c c i ó n t o t a l Kq t a n t o m e jo r s e rá l a
remoción de lo s mercaptanos de l a f a s e h id r o c a r b o n a d a . Vo_l
v ien d o a l a f i g u r a se no ta que l a c o n s t a n t e de e x t r a c c i ó n
d ism in u y e e x p o n e n c ia lm e n t e con e] aumento d e l número de
átomos de carbono d e l m erc ap tan o , pa ra l a s s o l u c i o n e s a l
c a l i n a s ( c u r v a s 1 y 2 ) . Se nota también l a r e l a t i v a m e n t e
pequeña m e j o r í a que se o b t i e n e a l aumentar l a c o n c e n t r a
c ió n de l a sosa .
La curva 3 de l a f i g u r a r e p r e s e n t a una de l a s m ejo
re s s o l u c i o n e s s o l u b i l i z a d a s . Esta c u rv a como se ve no es
l i n e a l como e ra e l caso de l a s s o l u c i o n e s a l c a l i n a s y l a
c o n s t a n t e de e x t r a c c i ó n d isminuye de una manera más l e n
t a en l a r e g i ó n de lo s mercaptanos más pesados y es sobre
e l l o s que se hace más n o t a b l e e l e f e c t o de s o l u b i l i z a d o r ;
se nota también que l a c o n s t a n t e de e x t r a c c i ó n para e l
N - H e p t i l mercaptano con l a s o l u c i ó n s o l u b i l ú a d a es l a m is
ma que para e l e t i l - m e r c a p t a n o en l a s o l u c i ó n a l c a l i n a a l
1 0 % .
4 . 6 E s p e c i f i c a c i o n e s de un s o l u b i l i z a d o r .
H a s ta ahora se ha probado un gran número de m a t e r i a
l e s para s e r usado como s o l u b i l i z a d o r e s e n t r e l o s c u a le s
tenemos a l o s : a l c o h o l e s , g l i c o l e s , h i d r ó x i d o s c u a t e r n a
48
r i o s de amonio , s a l e s de á c id o s o r g á n ic o s y muchos o t r o s
compuestos a lg u n o s de l o s c u a l e s t e n í a n un r e n d i m i e n t o
b a s t a n t e f a v o r a b l e y o t r o s r e l a t i v a m e n t e pequeño a l s e r
a d ic io n a d o a l a s s o l u c i o n e s acuosas a l c a l i n a s .
Además de aumentar el poder de extracción de la
solución alcalina a la cual ha sido añadido un solubiliza-
dor debe reunir las siguientes especificaciones teniendo
por entendido de antemano que debe ser aplicable al uso
comercial:
1) E l s o l u b i l i z a d o r debe s e r muy s o l u b l e en l a f a s e
acuosa a l c a l i n a y s o l o l i g e r a m e n t e s o l u b l e en l a g a s o l i n a ,
l a pequeña c a n t i d a d que se d i s u e l v a en l a g a s o l i n a t r a t a
do debe s e r f á c i l m e n t e r e c u p e r a b l e de una manera b a s t a n t e
s e n c i l l a t a l como l a v a d o s con ag u a .
2) La p r e s i ó n de vapor d e l s o l u b i l i z a d o r a t e m p e r a
t u r a s e l e v a d a s debe s e r b a j a en comparac ión con l a d e l
agua ya que l a s o l u c i ó n s o l u b i l i z a d a g a s ta d a se va a r e g e
n e r a r por STRIPPING con v a p o r , l o c u a l se ha a p l i c a d o con
é x i t o en una e s c a l a c o m e r c i a l con s o l u c i o n e s a l c a l i n a s
o r d i n a r i a s .
3) Es o b v io que e l s o l u b i l i z a d o r no sea d es co m po n i
b l e con s o l u c i o n e s a l c a l i n a s ya sean f r í a s o c a l i e n t e s n i
cuando sea s u j e t o a v a r i a c i o n e s p r o p i a s d e l p r o c e s o .
49
EFECTO DE LA CONCENTRACION DE SOSA EN SOLUCION ACUOSA
EN LA EXTRACCION DE MERCAPTANOS DEL ISO-OCTANO A 20°C
CONCENTRACION DE SOSAKq
EN EQ UIL IB RIO , MOLS/1
ETIL 0.458 77.9
0.956 168.7
1.889 265
2.889 368
3.889 428
N-BUTIL 0.475 3.58
0.973 6.16
1.942 8.37
2.938 8.76
3.940 8.25
50
NOMENCLATURA:
Kp C o n s t a n t e de d i s t r i b u c i ó n de l o s m ercaptanos
t r a l i z a d o s e n t r e l a f a s e h i d r o c a r b o n a d a y l a
Ka C o n s t a n t e de i o n i z a c i ó n d e l á c i d o .
Kw C o n s t a n t e de i o n i z á c i ó n d e l ag u a .
Kh C t e . de h i d r ó l i s i s
E Aumento a c a r r e a d o por e l s o l u b i l i z a d o r
Kq Constante de extracción total
no n
acuo
ENDULZAMIENTO DE LAS GASOLINAS
(P o r e l método de e x t r a c c i ó n )
5 .1 E l i m i n a c i ó n de l o s m ercaptanos m e d ia n te e l proceso
de e x t r a c c i ó n usando e l a l c o h o l m e t í l i c o en s o l u c i ó n
c a u s t i c a .
A p esar d e l r á p i d o d e s a r r o l l o que ha t e n i d o l u g a r
en l o s d i f e r e n t e s pro cesos que se e f e c t ú a n en l a s d e s t i l a
c i o n e s d e l p e t r ó l e o d u r a n t e l o s ú l t i m o s añ o s . Las p l a n t a s
p ara e l t r a t a m i e n t o de l a s g a s o l i n a s no han s u f r i d o s in o
i n s i g n i f i c a n t e s cambios b á s ic o s por e l empuje de l a s nue
vas t é c n i c a s , y en muchas p l a n t a s se ha r e s i s t i d o a todos
l o s e s f u e r z o s d e s a r r o l l a d o s por l a s nuevas i d e a s , es
c i e r t o que se han p re s e n ta d o v a r i o s procesos de t r a t a m i e n
to c á u s t i c o con r e g e n e r a c i ó n d e l r e a c t i v o , l o que ha v e n i
do a d i s m i n u i r lo s g as to s en muchos l u g a r e s , pero e s t o no
ha s id o s in o una r e s o l u c i ó n p a r c i a l d e l prob lema y l o que
es más l a t r a n s f o r m a c i ó n de l o s m ercap tan os en todos y
cada uno de lo s procesos a n t e s d e s c r i t o s , con l a s u b s i s
t e n c i a de lo s d i s u l f u r o s formados en d i s o l u c i ó n en l a
g a s o l i n a c o n t i n u a a f e c t a n d o d e p l o r a b l e m e n t e e l v a l o r d e l
número de o c t a n o , a s í como l a s u s c e p t i b i l i d a d a l t e t r a e -
t i l o de plomo.
Los e f e c t o s de l a t r a n s f o r m a c i ó n de los m erc ap ta n o s
son conoc id os desde hace v a r i o s años y s o bre e s t a
r e a l i z a c i ó n v in o l a r e s p u e s t a o b v i a , l a e l i m i n a c i ó n de l o s
m e rc a p ta n o s . Pero e s t o s compuestos no son s o l u b l e s en un
grado s u f i c i e n t e en un r e a c t i v o b a r a t o t a l como l a sosa
c a u s t i c a , l o s s o l v e n t e s o r g á n i c o s ya sean s o lo s o b i e n en
s o l u c i ó n c a u s t i c a . Son e x c l u s i v a m e n t e co s to so s s o b r e todo
s i se p ie r d e n c a n t i d a d e s a p r e c i a b l e s en l a g a s o l i n a
t r a t a d a .
Mas aún, c u a l q u i e r s o l v e n t e que e l i m i n e l o s
m ercaptanos se e n r i q u e c e r á en: s u l f a t o s , s u l f u r o s ,
t i o s u l f a t o s , f e n o l e s , e t c . A menos que se provea de un
mecanismo adecuado p a r a d e s ech ar e s t o s compuestos d e l
s is t e m a de c i r c u l a c i ó n s i n i n c u r r i r en una p é r d i d a e x c e
s i v a de r e a c t i v o . Esto no e ra t a n f á c i l r e s o l v e r p e ro l a
gran n e c e s id a d de p r o d u c c ió n de g a s o l i n a e t i l i z a d a y l a
i m p o r t a n c i a d e l número de o c ta no en g a s o l i n a s de a v i a c i ó n
d ió i n c e n t i v o a h a c e r t r a b a j o s a rd u o s de i n v e s t i g a c i ó n que
dieron como resultado e l conocimiento y estudio de l a a p l i c a c i ó n d e l
proceso de e x t r a c c i ó n en l a e l i m i n a c i ó n de l o s m e r c a p ta n o s
usando " a l c o h o l m e t í l i c o en s o l u c i ó n c a u s t i c a " l l e n a d o
todos l o s r e q u i s i t o s a n t e r i o r e s de una manera s a t i s f a c
t o r i a poco común y más aún, l a c o m e r c i a l i z a c i ó n d e l p r o
ceso ha demostrado que l o s c o s t o s de i n s t a l a c i ó n de una
p l a n t a p a ra l a o p e r a c i ó n d e l p roceso son c o n s i d e r a b l e m e n t e
más b a jo s de l o que se h a b ía pensado.
5 3
5 . 2 Breve h i s t o r i a d e l proceso d e l a l c o h o l m e t í l i c o sobre
l a s g a s o l i n a s
El proceso d e l a l c o h o l m e t í l i c o en forma d e s a r r o l l a d a
t i e n e una h i s t o r i a de i n v e s t i g a c i ó n de ex tensos e s t u d i o s
sobre l a s p ro p ie d a d e s f í s i c a s y q u ím ic a s c o n c e r n i e n t e s
a l a s g a s o l i n a s , m erc ap tan o s , s o l v e n t e s y c o n ta m in a n te s
f e n ó l i c o s , ya sea so lo s o en m e z c la con s o l u c i ó n de sosa /
c a u s t i c a a v a r i a s c o n c e n t r a c i o n e s .
E l r e s u l t a d o de e s t a s i n v e s t i g a c i o n e s fu e l a a d q u i s i -
de v a l o r a c i ó n económica de t a l e s f a c t o r e s como: b a j o p r e
c i o de s o l v e n t e s , b a ja p é r d i d a en l a g a s o l i n a t r a t a d a ,
a l t a s o l u b i l i d a d de lo s m e rc a p ta n o s , f a c i l i d a d de s e p a r a
c i ó n de l o s componentes de lo s s o l v e n t e s que p e r m i t a n un
e s t r i c t o c o n t r o l de c o n t a m in a n t e s y f l e x i b i l i d a d d e l p r o
ceso para t r a t a r una am p l ia v a r i e d a d de g a s o l i n a s .
5 . 3 D e s c r i p c i ó n d e l diagrama de f l u j o de l a p l a n t a
e n d u lz a d o r a
La g a s o l i n a á c id a e s e n c i a l m e n t e l i b r e de á c id o s u l f
h í d r i c o f l u y e h a c i a a r r i b a en una columna de e x t r a c c i ó n
o c o n t r a c o r r i e n t e empacada con a n i l l o RASCHIG. Se bombea
s o l u c i ó n r e g e n e r a d a de sosa por l a p a r t e s u p e r i o r de l a
t o r r e y a l f l u i r h a c ia a b a jo por l a s e c c i ó n s u p e r i o r toma
en s o l u c i ó n p r á c t i c a m e n t e todo e l m e ta n o l de la g a s o l i n a
54
t r a t a d a . Un poco más a b a j o en l a columna se i n t r o d u c e e l
m e tan o l y l o s s o l v e n t e s a s í combinados e x t r a e n l o s m ercap
tanos de l a g a s o l i n a a s c e n d e n t e .
E l r e a c t i v o g as ta d o que s a l e d e l fon d a de l a t o r r e
de e x t r a c c i ó n es bombeado a una t o r r e STRIPPING de va p o r
de d ise ñ o a d ec u ad o . D e l fondo de e s t a t o r r e se saca l a
sosa c á u s t i c a y se r e c i r c u l a a l a p a r t e s u p e r i o r de l a
t o r r e de e x t r a c c i ó n , e l d e s t i l a d o que s a l e por l a p a r t e
s u p e r i o r de l a t o r r e STRIPPING e s t o e s , una m e z c la de
m e t a n o l , mercaptano y vapor pasa a un condensador e l
condensado se p ará n d o se en dos capas en e l r e c i b i d o r . Los
mercaptanos toman l a capa s u p e r i o r y son sacados d e l
s is t e m a en e s t e l u g a r , l a capa i n f e r i o r es una m e z c la de
agua y m e ta n o l que se m a n t ie n e b a j o en c o n t e n i d o de m er
c a p t a n o s , c o n t r o l a n d o l a r e l a c i ó n de a g u a - m e t a n o l p a r a d a r
l a s o l u b i l i d a d mínima de l o s m e rc a p ta n o s .
La m ezcla de a g u a - m e t a n o l que s a l e d e l fondo d e l
s e p a r a d o r de m erca p tan o s se manda a l f r a c c i o n a d o r de m e t a
n o l . E l a l c o h o l 'que se o b t i e n e en l a p a r t e s u p e r i o r es
r e c i r c u l a d o a l a p a r t e c e n t r a l de l a t o r r e de e x t r a c c i ó n ,
e l r e s i d u o de agua d e l f r a c c i o n a d o r se r e c i r c u l a a l
STRIPPER d e l c á u s t i c o .
5 . 4 F l e x i b i l i d a d d e l proceso y d a to s o b t e n id o s de l a
planta comercial
5 5
Es i m p o r t a n t e un e s t u d i o sobre l a s p é rd id a s de r e a c
t i v o porque d e j a v e r una c a r a c t e r í s t i c a d e l proceso que
es poco u s u a l . Esto e s , l a s e p a r a c i ó n de l o s dos compo
n e n te s d e l r e a c t i v o y su r e g r e s o a l s i s t e m a separad a m en te .
E l c a r g a r l a s o l u c i ó n de sosa r e g e n e r a d a a l a p a r t e supe
r i o r de l a columna de e x t r a c c i ó n t r a e como r e s u l t a d o e l
a d m i r a b l e f u n c io n a m ie n t o de e s t a s e c c ió n como un idad r e c u
p e r a d o r a d e l m e t a n o l , a causa de e s t o l a g a s o l i n a l l e v a
s o lam e n te 0.004% en peso de m e t a n o l , podemos c i t a r además
como una v e n t a j a d eb id a a l a s e p a r a c i ó n de l o s s o l v e n t e s —
d u r a n t e l a r e g e n e r a c ió n a l c o n t r o l de lo s c o n ta m in a n te s
en l o s r e a c t i v o s que r e c i r c u l a n a l a t o r r e de e x t r a c c i ó n ,
a q u e l l o s o t r o s compuestos á c id o s a p a r t e de l o s mercaptanos
que t i e n d e n a c o n c e n t r a r s e en e l r e a c t i v o . Se pueden con
t r o l a r purgando pequeñas c a n t i d a d e s de s o l u c i ó n a l c a l i n a ,
d e l fondo de l a t o r r e STRIPPER. La e x p e r i e n c i a ha demos
t r a d o que en e l m e ta n o l no se forman m a t e r i a l e s e x t r a ñ o s
y por l o t a n t o pueden u sarse i n d e f i n i d a m e n t e .
T r a t á n d o s e de una p l a n t a c o m e r c i a l se han o b t e n id o l o s
s i g u i e n t e s d a to s : La t o r r e de e x t r a c c i ó n es una t o r r e
empacada de d iseño c o n v e n c i o n a l y l a s t o r r e s y tambores
d e l s is t e m a de r e g e n e r a c i ó n son l a s u s u a le s en l a i n d u s
t r i a , l a s p re s io n e s y t e m p e r a t u r a s moderadas e v i t a n l a
n e c e s id a d de usar l i g a s de a c e r o e x c e p t o para l o s tubos
d e l r e c a l e n t a d o r de l a t o r r e STRIPPING de posa. Aquí se
56
pueden u sa r l o s m a t e r i a l e s que comunmente se usan en l a
i n d u s t r i a q u í m i c a para e l manejo de s o l u c i o n e s c a l i e n t e s
de sosa c a u s t i c a t a l e s como: n í q u e l , a cero n i q u e l a d o ,
monel e t c . Se ha observado que un aumento c o n s i d e r a b l e
en l a c o n c e n t r a c i ó n de s u l f u r o de so d io en e l r e a c t i v o
aumenta l a c o r r o s i ó n d e l s is te m a por l o c u a l se reco m ie n d a
que se t r a t e n g a s o l i n a s l i b r e s de á c i d o s u l f h í d r i c o l o
c u a l se c o n s ig u e con un la v a d o p r e v i o s e n c i l l o común en
l a r e f i n e r í a .
5 . 5 C a r a c t e r í s t i c a s de e s t a b i l i d a d de l a s g a s o l i n a s
La e x p e r i m e n t a c i ó n con un v a r i a d o número de s o l v e n t e s
demuestra que c u a l q u i e r s o l u c i ó n a p r o p i a d a para l a e x t r a c
c ió n de m ercap tan o s ta mbié n e j e r c e r á e s t a a c c i ó n . H a s ta
c i e r t o g r a d o , so b re l o s compuestos f e n ó l i c o s p r e s e n t e s en
l a g a s o l i n a y por l o t a n t o a c a r r e a r á una r e d u c c i ó n en l a s
c a r a c t e r í s t i c a s de e s t a b i l i d a d a l a o x i d a c i ó n de l a s g a s o
l i n a s . E l p roceso SOSA-METANOL o f r e c e una f l e x i b i l i d a d
c o n s i d e r a b l e en e l manejo de g a s o l i n a s de c o n t e n i d o v a r i a
b le de f e n o l . Se r e c o r d a r á que en e l c i c l o de r e g e n e r a c i ó n
se d e s t i l a n l o s m ercaptanos y e l m e ta n o l s e p a r á n d o lo s de
l a s o l u c i ó n c á u s t i c a . Es ta s o l u c i ó n c o n t i e n e f e n o l e s y
o t r o s compuestos a c í d i c o s que han s id o e x t r a í d o s de l a
g a s o l i n a , s i l a s c a r a c t e r í s t i c a s de e s t a b i l i d a d de l a
g a s o l i n a s u j e t a a l t r a t a m i e n t o son t a l e s que e l p r o d u c t o
57
f i n a l no s e a f e c t e p r á c t i c a m e n t e p o r q u e c a s i l a t o t a l i d a d
de l o s c u e r p o s f e a ó l i c o s han s i d o e l i m i n a d o s } p o r q u e se
ha u s a d o un i n h i b i d o r s i n t é t i c o . E l p r o c e s o se p u e d e c o n
t r o l a r de a c u e r d o c o n e s t a s c i r c u n s t a n c i a s : e s t o s e p u e d e
l l e v a r a c a b o d e s c a r t a n d o c i e r t a c a n t i d a d de s o l u c i ó n
c a u s t i c a r i c a en f e n o l e s ( 5 0 % en p e s o ) , l a a l t a r e l a c i ó n
de f e n o l a a ' l c a l i e n e s t e t i p o de o p e r a c i ó n da como r e s u l
t a d o un p e q u e ñ o co n s u m o de s o s a .
S i p o r o t r o l a d o l a n a t u r a l e z a de l a g a s o l i n a q u e se
t r a t a p e r m i t e l a r e t e n c i ó n v e n t a j o s a de l o s f e n o l e s . E l
p r o c e s o s e c o n t r o l a r á f a v o r e c i e n d o e s t a r e t e n c i ó n d e j a n d o
q ue se a c u m u l e n l o s f e n o l e s en l a s o l u c i ó n c a u s t i c a , e l
p o d e r de e x t r a c c i ó n d e l r e a c t i v o p a r o l o s m e r c a p t a n o s no
e s a f e c t a d o p o r l a a c u m u l a c i ó n de f e n o l a t o s , p e r o s i d i s
m i n u y e n o t a b l e m e n t e l a e x t r a c c i ó n de f e n o l e s p r e s e n t e s en
l a g a s o l i n a . En c u a l q u i e r a de l o s c a s o s l a s u s c e p t i b i l i
dad de l a g a s o l i n a t r a t a d a p o r e l p r o c e s o SOSA-METANOL a
l a a c c i ó n de i n h i b i d o r e s s i s t é t i c o s a n t i o x i d a n t e s e s
e x c e l e n t e , a d e m á s l a m a y o r p a r t e de l o s f e n o l e s e x t r a í d o s
de l a g a s o l i n a s o n r e c u p e r a d o s como t a l e s de l a f r a c c i o n a -
c i ó n d e l m e t a n o l en e l s i s t e m a de r e g e n e r a c i ó n s i n n i n g ú n
c o s t o a d i c i o n a l . Es i m p o r t a n t e h a c e r n o t a r que en c i e r t a s
g a s o l i n a s l o s f e n o l e s r e c u p e r a d o s f u e r o n s u f i c i e n t e s p a r a
r e c o b r a r p r á c t i c a m e n t e e l p e r í o d o de i n d u c c i ó n o r i g i n a l .
En l a s i g u i e n t e t a b l a se us ó en t o d o s l o s c a s o s e l
58
mismo v o l u m e n p o r c i e n t o de r e c i r c u l a c i ó n de r e a c t i v o o s e a
2 . 8 % y s e o p e r ó de 1 0 0 ° F r e s u l t a n d o un a e x t r a c c i ó n u n i
f o r m e . L o s n ú m e r o s de o c t a n o de l a g a s o l i n a d e s p u é s d e l
t r a t a m i e n t o s o n i g u a l e s a l o s o r i g i n a l e s o b i e n h a n m e j o
r a d o l o q u e e s i m p o r t a n t e en v i s t a d e l a p é r d i d a u s u a l q u e
s u f r e n l a s g a s o l i n a s t r a t a d a s p o r o t r o s m é t o d o s e n l o s
c u a l e s s e t r a n s f o r m a n l o s m e r c a p t a n o s en v e s de s e r e x
t r a í d o s q u e o s c i l a e n t r e 0 . 2 5 y 1 . 0 ; más a ú n , l a m a y o r
s u s c e p t i b i l i d a d a l p l o m o n o s o f r e c e u n a a h o r r o en t r e t r a e -
t i l o d e p l o m o .
5 . 6 D i a g r a m a de f l u j o e s q u e m á t i c o d e l a p l a n t a c o m e r c i a l
RESULTADO DE LOS TR A TA M IE N T O S A V A R IA S GASOLINAS
EN PLANTA CO MERCIAL
D e s t i l a c i ó n °FS t o t a l en S como RSH E l i m i n a c i ó n% p e s o % en p e s o de RSH % P
c a r g a 1 0 4 - 4 6 4 0 . 2 4 8 0 . 0 4 5
d e s i n t e g r a d a -------------------------------------------------------------------------------------------------- 9 8 . 9
p r o d u c t o 1 0 0 - 4 6 4 0 . 1 8 2 0 . 0 0 0 5
c a r g a 8 0 - 3 4 5 0 . 1 1 9 0 . 0 6 2
p r i m a r i a ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 9 8 . 9
producto 90-345 0.056 0.0007
59
V I . - C A R A C T E R I S T I C A S RESULTANTES DE LAS GASOLINAS R EFI NAD AS
POR EL PROCESO DE EXTRACCION
6 . 1 E l á c i d o s u l f ú r i c o como r e f i n a d o r de l a s g a s o l i n a s
E l g r a d o c o m p a r a t i v o en v a l o r d e l n ú m e r o de o c t a n o
de l a s g a s o l i n a s n o r m a l e s d e p e n d e d e l o r i g e n , d e l c r u d o
de q u e d e r i v a n y de l a v o l a t i l i d a d de l a s g a s o l i n a s m i s m a s
s i n e m b a r g o , l o s f a c t o r e s q u e a f e c t a n l a c l a s i f i c a c i ó n e n
p o d e r d e t o n a n t e de l a s g a s o l i n a s d e s i n t e g r a d a s e s mucho
más c o m p l e j o , p u e s a d e m á s de e s t a r d e t e r m i n a d o p o r l a
c a l i d a d de l a s c a r g a s u s a d a s y p o r l a v o l a t i l i d a d de l a s
g a s o l i n a s . Los p r o d u c t o s f i n a l e s e s t á n a f e c t a d o s t a m b i é n
p o r e l t i p o y l a s e v e r i d a d d e l p r o c e s o de d e s i n t e g r a c i ó n ,
e l m é t o d o u s a d o de r e f i n a c i ó n , e l g r a d o a q u e s e h a l l e v a
do e s t a r e f i n a c i ó n y p o r e l p r o c e s o de e n d u l z a d o u s a d o .
E l á c i d o s u l f ú r i c o s e u s a e x t e n s a m e n t e como r e f i n a d o r .
La p é rd i d a en o c t a n o s u f r i d a d u r a n t e e s t e t r a t a m i e n t o e s
de i n t e r é s e s p e c i a l h a b i é n d o s e l l e g a d o a l a c o n c l u s i ó n d e
q u e e s t a p é r d i d a d e b i d a a l a p o l i m e r i z a c i ó n d e p e n d e de l a
n a t u r a l e z a y o r i g e n de l a s g a s o l i n a s d e s i n t e g r a d a s .
H E B L, RENDELL y CARTON d e s a r r o l l a r o n u n a g r á f i c a p a r a
u s a r s e e n l a d e t e r m i n a c i ó n de l a s u s c e p t i b i l i d a d a l p l o m o
de l a s g a s o l i n a s c o n r e l a c i ó n a l o s n ú m e r o s de o c t a n o
a n t e s y d e s p u é s de l a a d i c i ó n de t e t r a e t i l o . E s t o s i n v e s
t i g a d o r e s o b s e r v a r o n que l a s u s c e p t i b i l i d a d a l p l o m o de
60
l a s g a s o l i n a s v a r i a b a c o n e l o r i g e n y e l p r o c e s o de m a n u
f a c t u r a y s e h i z o n o t a r t a m b i é n l a i n f l u e n c i a m a r c a d a de
l o s c o m p u e s t o s de a z u f r e , e l e f e c t o e s p r o p o r c i o n a l a l a
c a n t i d a d de a z u f r e p r e s e n t e y v a r í a c o n l a c l a s e de co m
p u e s t o s a s í como c o n l o s m i e m b r o s i n d i v i d u a l e s de c a d a
c l a s e .
6 . 2 F a c t o r e s q u e i n f l u y e n en l a s u s c e p t i b i l i d a d a l p l o m o
Se ha h e c h o o s t e n s i b l e e l h e c h o de q u e l a s u s c e p t i b i
l i d a d a l p l o m o de l a s g a s o l i n a s e s t á s u j e t o a v a r i a c i o n e s
c o n s i d e r a b l e s . E s t a s v a r i a c i o n e s f u e r o n o b s e r v a d a s no
en l a s g a s o l i n a s p r i m a r i a s q u e p r o c e d í a n d e d i f e r e n t e s
c r u d o s s i n o t a m b i é n e n t r e l a s g a s o l i n a s p r i m a r i a s y l a s
d e s i n t e g r a d a s como r e s u l t a d o s e l l e v ó a c a b o una i n v e s t i
g a c i ó n y e s t u d i o de l o s f a c t o r e s q u e i n f l u e n c i a n l a s u s
c e p t i b i l i d a d a l p l o m o q u e i n c l u í a l o s s i g u i e n t e s : E l o r i
ge n y t i p o de l a s g a s o l i n a s , e l g r a d o de t r a t a m i e n t o a p l i
c a d o a l a g a s o l i n a c r u d a , e l c o n t e n i d o d e a z u f r e y l a
v o l a t i l i d a d . Coracj r e s u l t a d o de e s t e e s t u d i o se l l e g ó a
l a c o n c l u s i ó n d e q u e l o s f a c t o r e s b á s i c o s q u e i n f l u e n c i a n
l a s u s c e p t i b i l i d a d a l p l o m o de l a s g a s o l i n a s s o n : t i p o
o c o m p o s i c i ó n y su c o n t e n i d o de a z u f r e . E s t o s e a p l i c a
a l o s c o m p o n e n t e s de a z u f r e que se e n c u e n t r a n n o r m a l m e n t e
en l a s g a s o l i n a s y no n e c e s a r i a m e n t e a l o s c a s o s e x c e p c i o
n a l e s de p r e s e n c i a de p o l i s u l f u r o s y p r o d u c t o de l a
61
r e a c c i ó n c o n e l t r a t a m i e n t o d e á c i d o s u l f ú r i c o . L o s c a m
b i o s en v o l a t i b i l i d a d v t r a t a m i e n t o á c i d o de un t i p o d a d o
de g a s o l i n a a f e c t a n l a s u s c e p t i b i l i d a d a l p l o m o s o l a m e n t e
como t a l e s c a m b i o s c a u s a n v a r i a c i o n e s c o n e l c o n t e n i d o de
a z u f r e de l a s g a s o l i n a s .
L a s i g u i e n t e t a b l a n o s m u e s t r a l a i n f l u e n c i a de l o s
d i v e r s o s c o m p u e s t o s de a z u f r e s o b r e l a s u s c e p t i b i l i d a d a l
p l o m o de l a g a s o l i n a .
E f e c t o d e l a z u f r e s o b r e e l t r a t a m i e n t o con TEP
N u m e r o d e o c t a n o a l a ñ a d i r CC . de T e p / 1
0 . 2 4 C . C . . 7 2 C . C .
G a s o l i n a s o l a 6 4 . 4 7 3 . 8 8 2 . 3
G a s o l i n a más 0 . 1 % E t SH 6 3 . 6 6 8 . 7 7 4 . 3
G a s o l i n a más 0 . 1 % E t S 6 4 . 6 7 0 . 5 7 6 . 6
G a s o l i n a más 0 . 1 % E t 2 S 2 6 4 6 8 . 8 7 3 . 4
G a s o l i n a más 0 . 1 % E t 3 S 3 6 2 6 6 . 6 73
De l a t a b l a a n t e r i o r e s t o s d a t o s d e m u e s t r a n q u e s i
s e h a c e un e n d u l z a m i e n t o r e a l m e n t e e f e c t i v o l o s r e s u l t a d o s
a p a r e c e r a n co n un a h o r r o en t e t r a e t i l o de p l o m o m a y o r q u e
e l q u e se c a l c u l a r í a t o m a n d o como b a s e l a r e m o c i ó n de
m e r c a p t a n o s ú n i c a m e n t e .
6 . 3 I n f l u e n c i a d e l c o m b u s t i b l e en e l p o d e r a n t i d e t o n a n t e
e x p r e s a d o como n ú m e r o de o c t a n o
62
La n a t u r a l e z a d e l c o m b u s t i b l e en e l p o d e r a n t i d e t o
n a n t e y a h a s i d o d e t e r m i n a d o p a r a un g r a n n ú m e r o de h i d r o
c a r b u r o s s a t u r a d o s , d e f i n a s , a r o m á t i c o s , n a f t e n o s y o t r o s .
E s t a s i n v e s t i g a c i o n e s d i e r o n como r e s u l t a d o e l h e c h o de
que l a r e s i s t e n c i a a l a d e t o n a c i ó n de l o s h i d r o c a r b u r o s
de c a d e n a a b i e r t a d i s m i n u í a c o n un a u m e n t o en e l n ú m e r o
de á t o m o s de c a r b o n o p e r o a u m e n t a b a en p r e s e n c i a de c a d e
n a s l a t e r a l e s y e n m o l é c u l a s c o m p a c t a s .
La t e n d e n c i a a d e t o n a r d e l o s d i f e r e n t e s g r u p o s s e
p u e d e c l a s i f i c a r de l a m a n e r a s i g u i e n t e :
1 . - L a s p a r a f i n a s n o r m a l e s t i e n e n t e n d e n c i a a d e t o n a ^
l o s i s ó m e r o s a r b o r e s c e n t e s t i e n e n u n a t e n d e n c i a m e n o r y
a ú n p u e d e n s e r b u e n o s c o m b u s t i b l e s no d e t o n a t e s .
2 . - A u n q u e l a s o l e f i n a s t i e n e n menos t e n d e n c i a a d e
t o n a r qu e l a s p a r a f i n a s v a r i a n c o n s i d e r a b l e m e n t e e n e s t e
r e s p e c t o d e a c u e r d o c o n su e s t r u c t u r a m o l e c u l a r .
3 . - A p e s a r de q u e se s a b e muy p o c o s o b r e l a s p r o
p i e d a d e s d e t o n a n t e s d e l o s n a f t e n o s en g e n e r a l t i e n e n me
n o s t e n d e n c i a a d e t o n a r qu e l a s p a r a f i n a s .
4 . - L o s c o m p u e s t o s a r o m á t i c o s s o n c o m b u s t i b l e s e x c e
l e n t e s v a r i a n d o muy p o c o en e s t e a s p e c t o e n t r e m i e m b r o s
i n d i v i d u a l e s .
Se ha e s t u d i a d o a s i m i s m o l a a c c i ó n d e l a a d i c i ó n de
63
s u s t a n c i a s l l a m a d o s a n t i d e t o n a n t e s a l a s g a s o l i n a s c o n e l
o b j e t o de d i s m i n u i r o s u p r i m i r l a t e n d e n c i a a d e t o n a r . E l
t e t r a e t i l o de p l o m o ha e n c o n t r a d o un e x t e n s o u s o c o n e s t e
p r o p ó s i t o y a q u e es e f e c t i v o a c o n c e n t r a c i o n e s í n f i m a s ,
p u e s u n a p a r t e de e s t e c o m p u e s t o en v o l u m e n , e n 1 3 0 0 p a r
t e s de g a s o l i n a e s e q u i v a l e n t e en p o d e r a n t i d e t o n a n t e a
u n a m e z c l a de 4 0 - 6 0 b e n c e n o - g a s o l i n a . La h a b i l i d a d de
e s t e c o m p u e s t o o r g a n o - m e t á l i c o de a u m e n t a r l a r e l a c i ó n de
c o m p r e n s i ó n de l o s h i d r o c a r b u r o s i n d i v i d u a l e s h a s i d o e s
t u d i a d a p a r a l a s p a r a f i n a s , d e f i n a s , n a f t e n o s y a r o m á t i
c o s .
6 . 4 F a c t o r e s q u e a f e c t a n e l n ú m e r o de o c t a n o de u n a
g a s o l i n a e t i l i z a d a
E l n ú m e r o de o c t a n o se o b t i e n e c o m p a r a n d o e l c o m p o r
t a m i e n t o d e un c o m b u s t i b l e en un m o t o r s t a n d a r d c o n v a r i a s
m e z c l a s de i s o - o c t a n o , 2 2 4 t n m e t i l p e n t a n o y h e p t a n o n o r
m a l . H a s t a o b t e n e r u n a i g u a l d a d de d e t o n a c i ó n , e l n ú m e r o
de o c t a n o de un c o m b u s t i b l e se d e f i n e como e l p o r c i e n t o
de f c s o - o c t a n o o s e a e l a g e n t e a n t i d e t o n a n t e en u n a m e z c l a
de i s o - o c t a n o - h e p t a n o qu e t i e n e u n a t e n d e n c i a a g o l p e a r
i g u a l a l a d e l c o m b u s t i b l e q u e s e s o m e t e a p r u e b a .
En a d i c i ó n a su poder p a r t i c u l a r a n t i d e t o n a n t e cada g a s o l i n a t i e n e
una pr ooiedad que se puede d e f i n i r como s u s c e p t i b i l i d a d a l plomo y que
d e te rm i n a e l grado de aumento en v a l o r a n t i d e t o n a n t e para una c o n c e n tr a
c id n dada de t e t r a e t i l o de plomo.
64
1 . - L a e f e c t i v i d a d d e l i s o - o c t a n o a d i f e r e n t e s c o n
c e n t r a c i o n e s en a u m e n t a r e l v a l o r a n t i d e t o n a n t e de m e z c l a s
de i s o - o c t a n o - h e p t a n o .
2 . - L a e f e c t i v i d a d d e l t e t r a e t i l o de p l o m o a d i f e r e n
t e s c o n c e n t r a c i o n e s . E s t e c o m p u e s t o e s más e f e c t i v o
d u r a n t e l a s a d i c i o n e s i n i c i a l e s y m i e n t r a s más s e a d i c i o n a
a u n a g a s o l i n a s u s e f e c t o s d i s m i n u y e n .
3 . - E l n ú m e r o de o c t a n o de l a g a s o l i n a a n t e s d e a d i
c i o n a r l e e l t e t r a e t i l o de p l o m o .
4 . - L a s u s c e p t i b i l i d a d a l t e t r a e t i l o de p l o m o d e l a
g a s o l i n a .
5 . - E l n ú m e r o de C . C . de t e t r a e t i l o d e p l o m o a ñ a d i d o s
p o r l i t r o de g a s o l i n a .
6 . 5 M a r c h a s i s t e m á t i c a p a r a l a d e t e r m i n a c i ó n d e l a z u f r e
t o t a l
Con e l o b j e t o de c o n o c e r l a s c a n t i d a d e s r e l a t i v a s de
l a s f o r m a s en q u e e s t a p r e s e n t e e l a z u f r e en l a g a s o l i n a
qu e s e i b a a s o m e t e r a t r a t a m i e n t o . Se p r o c e d i ó a a n a l i
z a r l a g a s o l i n a p o r s u s c o m p u e s t o s de a z u f r e l o q u e s e
h i z o s i g u i e n d o e l m é t o d o s i g u i e n t e :
Los factores que afectan el número de octano son:
6 5
R 2 S .
G a s o l i n a O r i g i n a l --------------------- ^ l á m p a r ai
CD S « - c l o r u r o de c a d m i o ---------------------» l á m p a r ai
HgS « ------------m e r c u r i o ----------------------------^ l á m p a r a
N a2 Pb 0 2 a l c o h . ----------------------- ^ l á m p a r ai
Zn t CHoCOOHi
Na2 P b 0 2 -------------------------* l á m p a r a » R SS R
H gN Q3 « Hg N 0 3 --------------------------► l á m p a r a ---------5>R2 S
R e s i d u a l -------------------------* l á m p a r a
La m a r c h a s i s t e m á t i c a a n t e r i o r p a r a l a d e t e r m i n a c i ó n
d e a z u f r e y s u s d e r i v a d o s h i d r o c a r b o n a d o s en l a g a s o l i n a ,
n a f t a o k e r o s i n a e s a p l i c a b l e a t o d o s a q u e l l o s d e s t i l a d o s
q u e s e p u e d e n q u e m a r en l a l á m p a r a u s a d a en e l m é t o d o
STANDARD ASTM.
Se p r o c e d e de l a m a n e r a s i g u i e n t e :
A c i d o s u l f h í d r i c o . - p r i m e r a m e n t e se d e t e r m i n a e l p o r -
c i e n t o d e a z u f r e t o t a l en l a m u e s t r a o r i g i n a l p o r e l m é t o
do de l a l á m p a r a . E n s e g u i d a s e p r o c e d e a s e p a r a r e l á c i d o
s u l f h í d r i c o p r e s e n t e p o r p r e c i p i t a c i ó n c o n c l o r u r o de c a d
m i o , p e s á n d o s e e l s u l f u r o de c a d m i o p r o d u c i d o y a l mism o
t i e m p o h a c i e n d o u n a d e t e r m i n a c i ó n p o r l a l á m p a r a d e l c o n
t e n i d o en a z u f r e de l a g a s o l i n a t r a t a d a o l i b r e de á c i d o
s u l f h í d r i c o . Lo s do s r e s u l t a d o s e l de l a d e t e r m i n a c i ó n
de á c i d o s u l f h í d r i c o p o r e l s u l f u r o de c a d m i o p r o d u c i d o
y l a d i f e r e n c i a d e l a z u f r e t o t a l e n t r e l a m u e s t r a o r i g i n a l
y l a m u e s t r a l i b r e de á c i d o s u l f h í d r i c o d e b e n c o i n c i d i r .66
-»H2S
■» S
-»RSH
A z u f r e e l e m e n t a l . - En s e g u i d a s e t r a t a l a m u e s t r a
l i b r e de á c i d o s u l f h í d r i c o c o n m e r c u r i o m e t á l i c o co n e l
o b j e t o de s e p a r a r e l a z u f r e e l e m e n t a l p r e s e n t e somo s u l f u
r o de m e r c u r i o y h a c i e n d o o t r a d e t e r m i n a c i ó n de a z u f r e en
l a l á m p a r a , l a d i f e r e n c i a c o n l a a n t e r i o r n o s d a r á l a c a n
t i d a d p o r c i e n t o de a z u f r e e l e m e n t a l p r e s e n t e .
M e r c a p t a n o s . - Se t r a t a l a m u e s t r a l i b r e de a z u f r e
e l e m e n t a l y á c i d o s u l f h í d r i c o c o n p l u m b i t o de s o d i o a l c o
h ó l i c o h a s t a o b t e n e r u n a g a s o l i n a d u l c e a l a p r u e b a d o c t o r
y h a c i e n d o una n u e v a d e t e r m i n a c i ó n c o n l a l á m p a r a l a d i f e
r e n c i a c o n l a a n t e r i o r n o s d a r á l a c a n t i d a d de m e r c a p t a n o s
q ue e s t a b a n p r e s e n t e s e n l a g a s o l i n a .
D i s u l f u r o s . - A l a g a s o l i n a q u e ha s u f r i d o l o s t r a t a
m i e n t o s a n t e r i o r e s se l e r e d u c e n l o s d i s u l f u r o s p r e s e n t e s
a m e r c a p t a n o s c o n z i n c e n p o l v o y á c i d o a c é t i c o g l a c i a l
r e f l e j a n d o p o r v a r i a s h o r a s y s e p a r a n d o l o s m e r c a p t a n o s
p o s t e r i o r m e n t e c o n p l u m b i t o de s o d i o a l c o h ó l i c o y h a c i e n d o
u n a n u e v a d e t e r m i n a c i ó n a l a l á m p a r a , l a d i f e r e n c i a n o s
da l a c a n t i d a d d e d i s u l f u r o s p r e s e n t e .
S u l f u r o s o t i o i t e r e s . - A l a m u e s t r a r e s u l t a n t e d e l
p a s o a n t e r i o r s e s o m e t e a t r a t a m i e n t o c o n n i t r a t o m e r c u -
r o s o s e p a r á n d o s e l o s s u l f u r o s como c o m p u e s t o d e a d i c i ó n
R 2 S H g N 0 3 y d e t e r m i n a n d o e l a z u f r e a ú n p r e s e n t e n o s da l a
c a n t i d a d de t i o é t e r e s .
67
A z u f r e r e s i d u a l . - E s t e a z u f r e s e o b t i e n e p o r d i f e r e n
c i a d e s p u é s de h a b e r s e p a r a d o t o d o s l o s o t r o s c o m p u e s t o s
d e a z u f r e y h a c i e n d o u n a ú l t i m a d e t e r m i n a c i ó n de a z u f r e
a l a l á m p a r a , l a qu e n o s da l a c a n t i d a d de a z u f r e q u e s e
e n c u e n t r a p r e s e n t e en o t r a s f o r m a s .
6 . 6 D e t e r m i n a c i ó n d e l c o n t e n i d o de m e r c a p t a n o s d u r a n t e
l a s e x t r a c c i o n e s
Con e l o b j e t o de d e t e r m i n a r e l c o n t e n i d o de m e r c a p t a
n o s d u r a n t e l a s e x t r a c c i o n e s s e u s ó e l s i g u i e n t e m é t o d o :
A un p e s o c o n o c i d o d e g a s o l i n a l i b r e d e á c i d o s u l f
h í d r i c o g e n e r a l m e n t e 1 0 0 C . C . s e a ñ a d e un e x c e s o d e n i t r a
t o de p l a t a 0 . 0 5 N a g i t a n d o d u r a n t e c i n c o m i n u t o s p a r a
a s e g u r a r s e de q u e l a r e a c c i ó n h a s i d o c o m p l e t a . Se a ñ a d e n
2 { c d e i n d i c a d o r d e a l u m b r e de f i e r r o y s e t i t u l a c o n u n a
s o l u c i ó n 0 . 0 5 N d e s u l f o c i a n u r o d e a m o n i o h a s t a q u e a p a
r e z c a u n a l i g e r a c o l o r a c i ó n r o s a d a d e b i d a a l s u l f o c i a n u r o
f é r r i c o f o r m a d o .
L a s r e a c c i o n e s q u e s e e f e c t ú a n s o n l a s s i g u i e n t e s :
A g N 0 3 + R - S H ---------------- »AgSR + HNO3
A g N 0 3 + NH4 SCN------------ >AgSC N + NH4 N 0 3
c a l c u l o :C C . A g N 0 3 0 . 0 5 N x 0 . 0 3 2 x 1 0 0
% d e S como RSH en p e s o = ---------------------------------------------------------------------p e s o de l a m u e s t r a
6 8
E l t r a t a m i e n t o se l l e v ó a c a b o de l a s i g u i e n t e m a n e
r a : p r i m e r a m e n t e se p r o c e d i ó a e n f r i a r l a g a s o l i n a h a s t a
l l e v a r l a a más o m en os 5 ° C l o mismo q u e l a s o l u c i ó n e x -
t r a c t o r a c o n e l o b j e t o de r e d u c i r a un m í n i m o l a p é r d i d a
de c o m p o n e n t e s l i g e r o s de l a g a s o l i n a y a de m á s p o r q u e y a
hemos v i s t o q u e un a b a t i m i e n t o e n l a t e m p e r a t u r a e s a d y u -
v a n t e a l a e x t r a c c i ó n .
En p r i m e r l u g a r s e p r o c e d i ó a e n c o n t r a r l a c o n c e n t r a
c i ó n de s o s a y a l c o h o l m e t í l i c o q u e d i e r a un r e n d i m i e n t o
má ximo en l a e x t r a c c i ó n , p a r a e s t o s e p r e p a r a r o n s o l u c i o
n e s a l c a l i n a s d e v a r i a s c o n c e n t r a c i o n e s a ñ a d i é n d o l e s l a
mi sm a c a n t i d a d d e a l c o h o l , h a b i e n d o e n c o n t r a d o q u e como
s e ve más a d e l a n t e l a c o n c e n t r a c i ó n d e l a s o s a e r a p r o p o r
c i o n a l a l a f a c i l i d a d de e x t r a c c i ó n h a s t a c i e r t o g r a d o p a
s a d o e l c u a l l o s r e s u l t a d o s e r a n p r á c t i c a m e n t e l o s m i s m o s .
D e s p u é s de c a d a e x t r a c c i ó n se t o m a u n a m u e s t r a de g a s o l i n a
d e t e r m i n á n d o l e s u c o n t e n i d o en m e r c a p t a n o y a l m is m o t i e m
po h a c i é n d o l e u n a p r u e b a d o c t o r . D e t e r m i n a n d o de e s t a m a
n e r a e l n ú m e r o de e x t r a c c i o n e s n e c e s a r i a s p a r a c o n s e g u i r
una g a s o l i n a d u l c e a l d o c t o r , de l a m i s m a m a n e r a s e p r o c e
d i ó p a r a e n c o n t r a r l a c a n t i d a d de a l c o h o l q u e d i e r a m e j o r
r e n d i m i e n t o t o m a n d o en c u e n t a t a m b i é n l a s c o n s i d e r a c i o n e s
e c o n ó m i c a s de a h o r r o de r e a c t i v o .
6 . 7 M é t o d o s a n a l í t i c o s a p l i c a d o s ( R e f i n e r í a 18 de M a r z o )
en la refinación de gasolinas
69
L o s s i g u i e n t e s p r o c e d i m i e n t o s e n u m e r a d o s a q u í son
a d e c u a d o s p a r a h a c e r l o s d i f e r e n t e s a n á l i s i s , p e r o s i se
d e s e a p u e d e n e m p l e a r s e p r o c e d i m i e n t o s e q u i v a l e n t e s q u e den
r e s u l t a d o s s e g u r o s .
1 ) D e t e r m i n a c i ó n de á c i d o s u l f h í d r i c o
R e a c t i v o : S o l u c i ó n a c i d u l a d a de s u l f a t o de c a d m i o
p r e p a r a d a como s i g u e . 1 4 0 g r a m o s de 3 Cd S0 4 . 8 H 2 O más —
6 . 3 c . c . de á c i d o s u l f ú r i c o c o n c e n t r a d o d i s u e l t o en un l i
t r o de agua d e s t i l a d a .
P r o c e d i m i e n t o : Se a g i t a n 5 0 c . c . de g a s o l i n a c o n 10
c . c . de l a s o l u c i ó n de s u l f a t o de c a d m i o en un f r a s c o de
1 2 0 g r a m o s .
R e s u l t a d o . - Un p r e c i p i t a d o a m a r i l l o de s u l f u r o de
c a d m i o i n d i c a l a p r e s e n c i a de á c i d o s u l f h í d r i c o .
N o t a : E s t e p r o c e d i m i e n t o p u e d e t a m b i é n u s a r s e p a r a
l a s e p a r a c i ó n d e á c i d o s u l f h í d r i c o de un a m u e s t r a de g a s o
l i n a s e p a r a n d o p o r m e d i o de f i l t r a c i ó n e l s u l f u r o de c a d
m i o d e s p u é s d e q u e ha s i d o c o m p l e t a m e n t o p r e c i p i t a d o .
2 ) D e t e r m i n a c i ó n de a z u f r e l i b r e prueba ( d o c t o r )
R e a c t i v o : S o l u c i ó n f r e s c a d o c t o r
P r o c e d i m i e n t o : Se a g i t a n 6 0 c . c . de g a s o l i n a c r u d a
l i b r e de á c i d o s u l f h í d r i c o c o n 1 0 c . c . de s o l u c i ó n f r e s c a
doctor sin añadir azufre.
70
ma c a f é en l a i n t e r f a c e o de un a c o l o r a c i ó n c a f é e n l a
c a p a de g a s o l i n a i n d i c a l a p r e s e n c i a de a z u f r e l i b r e . D e
b i d o a q u e l a c o l o r a c i ó n p u e d e d e s a r r o l l a r s e muy l e n t a m e n
t e , e l a n á l i s i s d e b e d e j a r s e r e p o s a r c u a n d o menos 3 0 m i n u
t o s a n t e s d e q u e s e r e p o r t e un r e s u l t a d o n e g a t i v o .
N o t a : S i a n t e s d e l a n á l i s i s de a z u f r e l i b r e no s e s e
p a r a e l á c i d o s u l f h í d r i c o , su p r e s e n c i a se d e m o s t r a r á p o r
l o s r e s u l t a d o s a t r i b u i d o s a r r i b a a l a z u f r e l i b r e . De e s t e
modo e l o p e r a r i o u t i l i z a e l a n á l i s i s como un m e d i o p a r a
d e t e r m i n a r s i e l l a v a d o c á u s t i c o e s t á f u n c i o n a n d o s a t i s
f a c t o r i a m e n t e e n l a s e p a r a c i ó n de á c i d o s u l f h í d r i c o y a z u
f r e e l e m e n t a l d e l a g a s o l i n a a n t e s d e l e n d u l z a m i e n t o .
3 ) D e t e r m i n a c i ó n d e l c o n t e n i d o de m e r c a p t a n o s
R e a c t i v o s :
( a ) . - S o l u c i ó n de c l o r u r o c ú p r i c o c o n t e n i e n d o c e r c a
de 1 4 7 g r . de C U S 0 4 . 5 H 2 O y 1 3 5 g r a m o s de N a C l e n 7 1 8 g r .
de a g u a d e s t i l a d a . »( b ) . - S o l u c i ó n de p e r m a n g a n a t o d e p o t a s i o 0 . 1 N ( u n a
s o l u c i ó n f i x a n a l e s c o n v e n i e n t e ) .
( c ) . - A g u a d e s t i l a d a l i b r e de a i r e d i s u e l t o , l a c u a l
se o b t i e n e h i r v i é n d o l a y m a n t e n i é n d o l a a l a t e m p e r a t u r a
de e b u l l i c i ó n .
( d ) . - A c i d o f o s f ó r i c o c o n c e n t r a d o ( H 3 P 0 4 )
Resultado: La presencia de un precipitado o de espu
71
( a ) . - Se s e p a r a n t r e s f r a s c o s l i m p i o s de 1 2 0 g r a m o s
p a r a m u e s t r a s ( m a r c a d a s A , B y C ) , de l o s que s e e x p e l e
e l a i r e c o n u n a c o r r i e n t e de p r o p a n o g a s e o s o l i b r e de m e r
c a p t a n o s o c o n n i t r ó g e n o l i b r e d e o x i g e n o .
( b ) . - E l á c i d o s u l f h í d r i c o d e b e s e p a r a r s e d e l a g a s o
l i n a q u e s e v a a a n a l i z a r p o r p r e c i p i t a c i ó n como s u l f u r o
de c a d m i o y f i l t r a c i ó n s u b s e c u e n t e .
( c ) . - De u n a p r o b e t a de 1 0 0 c c s e t o m a n en e l f r a s c o
a 8 0 c c de l a g a s o l i n a q u e se v a a a n a l i z a r , y c o n u n a p i
p e t a s e a ñ a d e n l O c c de l a s o l u c i ó n d e c o b r e . E l f r a s c o
d e b e l i m p i a r s e p e r f e c t a m e n t e c o n u n a c o r r i e n t e de h i d r o
c a r b u r o g a s e o s o ( p r o p a n o ) a n t e s de a ñ a d i r l a m u e s t r a de
g a s o l i n a , y e l v a p o r q u e q u e d a e n e l e s p a c i o a r r i b a d e l a
g a s o l i n a d e b e r e m o v e r s e r á p i d a m e n t e p o r e l mismo m e d i o .
D e b e d e j a r s e e n t r a r en e s t e f r a s c o t a n p o c o a i r e ( o x i g e n o )
como s e a p o s i l e . Con e s t o s v o l ú m e n e s de m u e s t r a y s o l u
c i ó n de c l o r u r o c ú p r i c o q u e d a s ó l o un p e q u e ñ o e s p a c i o de
v a p o r n e c e s a r i o p a r a a s e g u r a r , p o r a g i t a c i ó n , un c o n t a c t o
e f i c i e n t e e n t r e e l r e a c t i v o y l a m u e s t r a .
( d ) . - I n m e d i a t a m e n t e s e a g i t a e l f r a s c o v i g o r o s a m e n t e
p o r 3 0 ó 4 5 s e g u n d o s , l u e g o se d e j a n s e d i m e n t a r l a g a s o l i
n a y l a s o l u c i ó n p o r un m i n u t o . E l a n á l i s i s d o c t o r d e b e
i n d i c a r q u e l a g a s o l i n a e s t á c o m p l e t a m e n t e d u l c e . De o t r o
modo no s e p u e d e o b t e n e r e l c o n t e n i d o c o r r e c t o d e m e r c a p
t a n o s .
Procedimiento:
72
( e ) . - D u r a n t e e l p e r í o d o de a s e n t a m i e n t o s e a ñ a d e a
l o s f r a s c o s B y C a p r o x i m a d a m e n t e 1 cc de á c i d o o r t o f o s f ó -
r i c o y 3 0 cc de a g u a d e s t i l a d a h i r v i e n d o ; d e s p u é s , a B,
qu e se v a a u s a r p a r a un a t i t u l a c i ó n de c o l o r s t a n d a r d ,
s e l e a ñ a d e n c o n u n a p i p e t a 2 c c de l a s o l u c i ó n c ú p r i c a
o r i g i n a l . Se a ñ a d e una g o t a de p e r m a n g a n a t o de p o t a s i o
0 . 1 N . E l c a m b i o de c o l o r n o t a d o s e u s a p a r a r e f e r e n c i a
en l a s s i g u i e n t e s t i t u l a c i o n e s .
( f ) . - Con un g a s no o x i d a n t e , s e e x p e l e e l a i r e de
un a p i p e t a l i m p i a de 2 c c , c o n é s t a s e t o m a n 2 c c , d e l a
s o l u c i ó n c ú p r i c a d e l f r a s c o A y s e a ñ a d e n e l á c i d o o r t o -
f o s f ó r i c o c a l i e n t e d e l f r a s c o C . E l e x t r e m o de l a p i p e t a
s e m a n t i e n e i n t r o d u c i d o e n l a c a p a a c u o s a a l a ñ a d i r l a s o
l u c i ó n c ú p r i c a . La s o l u c i ó n a c i d u l a d a de c o b r e s e t i t u l a
r á p i d a m e n t e c o n p e r m a n g a n a t o de p o t a s i o 0.1N h a s t a un p u n
t o f i n a l s i m i l a r a l o b t e n i d o e n l a t i t u l a c i ó n p r e l i m i n a r ,
p u e s t o q u e l a c o l o r a c i ó n a z u l d e l p u n t o f i n a l d e s a p a r e c e
en un c o r t o t i e m p o , q u i z á d e b i d o a l a p r e s e n c i a de s u l f u
r o s de a l q u i l o comp s e i n d i c a a b a j o , e l p r i m e r c o l o r a z u l
p e r s i s t e n t e s e t o m a como p u n t o f i n a l . Una s o l u c i ó n de
p e r m a n g a n a t o más d é b i l , p o r e j e m p l o N / 5 0 , se p u e d e u s a r
s i e l c o n t e n i d o de m e r c a p t a n o en l a g a s o l i n a es e x c e p c i o -
n a l r a e n t e b a j ' o .
( g ) . - E l p o r c e n t a j e de a z u f r e en f o r m a de m e r c a p t a n o s
se c a l c u l a d e l modo s i g u i e n t e :
73
( c c de 0 . l M K M n 0 4 ) ( 0 . 0 0 3 2 0 6 ) ( c c de C u c l £ u s a d o p a r a e n d u l z a r ) 1 0 0 --------------------------------------------------------------------x-----------------------------------------------------------------------------------------
( c c de g a s o l i n a ) ( p . s p ) ( c c de C u c l z u s a d o p a r a t i t u l a r )
4 ) D e t e r m i n a c i ó n d e l c o n t e n i d o t o t a l de a z u f r e
E x i s t e n v a r i o s m é t o d o s p a r a d e t e r m i n a r e l c o n t e n i d o
t o t a l de a z u f r e p o r m e d i o de l a l á m p a r a , un m é t o d o muy
a c e p t a d o e s e l p u b l i c a d o p o r W . A . S c h u l z e , V . W . W i l s o n , y
A . E . B u e l l en l a e d i c i ó n d e l O i l a n d G as J o u r n a l p u b l i c a d o
en m a r z o 2 3 d e 1 9 3 9 b a j o e l t í t u l o " D e t e r m i n a t i o n o f
S u l f e r i n l e i g h t R e f i n e d P e t r o l e u m O i l s " .
6 . 8 D e t e r m i n a c i ó n d e l c a r b ó n d e p o s i t a d o e n e l c a t a l i z a d o r
A p a r a t o s :
a ) . - T u b o de v i d r i o " p y r e x " p a r a c o m b u s t i ó n , de 20
a 3 0 mm. d e d i á m e t r o y d e 3 5 a 4 1 c m . d e l a r g o , c o n un
e x t r e m o r e d u c i d o a 6 mm y a c o p l a d o con t a p ó n de h u l e q u e
t e n g a un t u b o de v i d r i o de 6 mm de d i á m e t r o e n e l o t r o e x
t r e m o .
b ) „ - B a r q u i l l a p a r a c o m b u s t i ó n , p r e f e r i b l e m e n t e de
c o r i n d ó n a r t i f i c i a l ( a l u n d o ) . E l t a m a ñ o a p r o p i a d o e s de
9 0 mm de l a r g o .
c ) . - Dos b u l b o s d e a b s o r c i ó n . E s t o s p u e d e n o b t e n e r s e
Resultados:
Por ciento de azufre en forma de mercaptanos:
74
de " B e r n e l l T e c h n i c a l S u p p l y C o . C a t á l o g o N o . 3 4 1 , a r t í c u l o
N o . A 3 1 - 6 6 " .
d ) . - B a l a n z a a n a l í t i c a
e ) . - T u b o de v i d r i o y de h u l e p a r a c o n e x i o n e s
f ) . - V a s o p e q u e ñ o de p r e c i p i t a d o s
R e a c t i v o s :
a ) . - A s c a r i t a ( a b s o r b e n t e d e d i ó x i d o d e c a r b o n o )
b ) . - D r i e r i t a ( a b s o r b e n t e d e h u m e d a d )
c ) . - O x í g e n o c o m p r i m i d o ( e n c i l i n d r o )
P r o c e d i m i e n t o :
a ) Al l l e n a r s e e l tubo de a bs or c ió n con a s c a r i t a usando -
l a n a de v i d r i o p a r a i m p e d i r qu e s e m u e v a de l u g a r . L l é n e -
se e l o t r o t u b o c o n d r i e r i t a u s a n d o t a m b i é n l a n a d e v i d r i o .
L o s b u l b o s n e c e s i t a n l l e n a r s e d e n u e v o s o l a m e n t e de c u a n d o
en c u a n d o s i s e m a n t i e n e n c e r r a d o s y f u e r a d e l c o n t a c t o
co n a i r e o hu me da d c u a n d o no e s t é n e n u s o .
b ) . - Pesando e l bulbo de a s c a r i t a , pesar l a b a r q u i l l a
de c o m b u s t i ó n a n t e s y d e s p u é s de l l e n a r l a c o n l a m u e s t r a
de c a t a l i z a d o r . La c a r g a de c a t a l i z a d o r no d e b e s e r muy
p r o f u n d a 3 ó 4 g r a m o s de m u e s t r a d i s t r i b u i d o s u n i f o r m e m e n
t e e s s u f i c i e n t e .
c ) . - Construyendo e l a p a ra to con e l tubo de combust ión -
en p o s i c ió n h o r i z o n t a l . I n t r o d u c i r s e l a b a r q u i l l a con l a - -
75
m u e s t r a en e l t u b o p o r e l e x t r e m o más a m p l i o y c o l o q ú e s e
s u f i c i e n t e m e n t e l e j o s ■ d e l t a p ó n de h u l e de modo q u e é s t e
no s e qu em e a l c a l e n t a r . A p r i é t e s e e l t a p ó n en l a a b e r t u
r a y c o n é c t e s e a l s u m i n i s t r o d e o x í g e n o a l t u b o c o l o c a d o —
en e l t a p ó n . U n a s e e l b u l b o d e d r i e r i t a a l a s a l i d a d e l
t u b o d e c o m b u s t i ó n , y ú n a s e e l t u b o de a s c a r i t a a l de
d r i e r i t a . C o m p l é t e s e e l a p a r a t o u n i e n d o a l t u b o de a s c a
r i t a un t u b o de v i d r i o d o b l a d o c o n un e x t r e m o i n t r o d u c i d o
d e b a j o de l a s u p e r f i c i e d e l a g u a c o n t e n i d a en un v a s o de
p r e c i p i t a d o s q u e s i r v a como c o n t a d o r de b u r b u j a s . S o s t é n
g a s e e l t u b o de c o m b u s t i ó n p o r l o s d o s e x t r e m o s d e modo
de i m p e d i r q u e s e r e s b a l e d u r a n t e e l c a l e n t a m i e n t o .
d ) . - C o m i é n c e s e un f l u j o l e n t o d e o x í g e n o a t r a v é s
d e l a p a r a t o y a j u s t a r de modo q u e p a s e n 5 a 1 0 b u r b u j a s
p o r m i n u t o . P r e c a u c i ó n ; E l r e a c t i v o y e l a n á l i s i s se
e c h a r á n a p e r d e r s i s e i n t e r r u m p e e l f l u j o de g a s y se
p e r m i t e q u e e l a g u a r e t r o c e d a d e l v a s o de p r e c i p i t a d o s a l
b u l b o de a s c a r i t a . C a l i é n t e s e a l t u b o a f u e g o l e n t o c o n
un m e c h e r o d e b a j o d e l a b a r q u i l l a . E l c a l o r p u e d e a p l i
c a r s e a l p r i n c i p i o de p r e f e r e n c i a c o r r i e n t e a r r i b a de l a
b a r q u i l l a , y l u e g o se c a l i e n t a c o r r i e n t e a b a j o a m e d i d a
q u e l a c o m b u s t i ó n p r o g r e s a , l o q u e s e i n d i c a c u a n d o e l c a
t a l i z a d o r s e b l a n q u e a . A p l i q ú e s e e l c a l o r c o n t i n u a m e n t e ,
p u e s t o q u e e l e n f r i a m i e n t o p u e d e s u c c i o n a r e l a g u a h a s t a
e l t u b o d e a s c a r i t a .
76
e ) . - C o n t i n ú e s e c a l e n t a n d o p o r c i e r t o t i e m p o d e s p u é s
q u e e l c a t a l i z a d o r s e h a b l a n q u e a d o p a r a e s t a r s e g u r o q u e
t o d o e l c a r b ó n se ha q u e m a d o . E n f r í e s e co n una c o r r i e n t e
d e o x í g e n o qu e s e c o n t i n ú a p a s a n d o p o r e l a p a r a t o . E l
f l u j o d e o x i g e n o no d e b e i n t e r r u m p i r s e h a s t a que e l a p a r a
t o e s t é f r í o .
f ) . - I n m e d i a t a m e n t e d e s p u é s q u e s e i n t e r r u m p a e l o x í
g e n o d e b e n c e r r a r s e l o s b u l b o s de a s c a r i t a y de d r i e r i t a
p a r a e v i t a r e l c o n t a c t o i n n e c e s a r i o c o n o t r o s g a s e s .
g ) . - P é s e s e e l b u l b o de a s c a r i t a p a r a d e t e r m i n a r e l
p e s o de d i ó x i d o de c a r b o n o a b s o r b i d o . E l b u l b o d e d r i e n -
t a d e b e e s t a r en b u e n a s c o n d i c i o n e s p a r a p a s a r u n a c o
r r i e n t e s e c a a l b u l b o d e a s c a r i t a , s i é s t e no e s e l c a s o
l a a s c a r i t a a b s o r b e r á hu m ed a d y d a r á un r e s u l t a d o a l t o de
d i ó x i d o de c a r b o n o .
h ) . - P é s e s e l a b a r q u i l l a de c o m b u s t i ó n t a n p r o n t o c o
mo se e n f r í e y a n t e s de que l a m u e s t r a de c a t a l i z a d o r a b
s o r b a hu m ed a d d e l (a i r e . E l p e s o d e l c a t a l i z a d o r e s e l p e s o
de l a b a r q u i l l a más e l c a t a l i z a d o r g e n e r a d o , menos e l p e s o
de l a b a r q u i l l a . E s t e e s e l p e s o d e l c a t a l i z a d o r u s a d o e n
e l c á l c u l o d e c a r b ó n d e p o s i t a d o . Un r e s u l t a d o a p r o x i m a d o
de l a p é r d i d a d e p e s o s e p u e d e c a l c u l a r de l o s p e s o s i n i
c i a l v f i n a l de l a m u e s t r a .
77
i ) . - C a l c ú l e s e e l p o r c i e n t o de c a r b ó n e n e l c a t a l i z a
d o r d e l modo s i g u i e n t e :
% d e c a r b ó n _ p e s o d e C 0 2 x 2 1 . 3
p e s o d e l a m u e s t r a
NOTA: E s t e m é t o d o no t o m f t en c u e n t a n i n g u n a c o r r e c
c i ó n d e b i d a a l a z u f r e o c o m p u e s t o s c o m b u s t i b l e s d e a z u f r e
q u e p u e d a n e s t a r p r e s e n t e s en e l c a t a l i z a d o r . La c a n t i d a d
de a z u f r e q u e p u d i e r a e s t a r p r e s e n t e e s de o r d i n a r i o muy
p e q u e ñ a p e r o s i s e d e s e a d e t e r m i n a r e l c a r b ó n s i n e r r o r
d e b i d o a l a z u f r e , l o s g a s e s d e c o m b u s t i ó n d e un a m u e s t r a
p o r s e p a r a d o p u e d e n h a c e r s e b u r b u j e a r en u n a s o l u c i ó n de
c l o r u r o de b a r i o . E s t o c o n v i r t e e l ó x i d o de a z u f r e en
s u l f a t o de b a r i o q u e p u e d e d e t e r m i n a r s e g r a v i m é t r i c a m e n e .
L o s s i g u i e n t e s d a t o s n o s m u e s t r a n e s t a s e x p e r i e n c i a s ,
l o s p o r c i e n t o s d e l a l c o h o l e s t á n tomados c o n r e s p e c t o a l a
s o l u c i ó n c á u s t i c a :
T r a t a m i e n t o c o n s o s a 1N más 50% de a l c o h o l m e t í l i c o
G a s o l i n a c r u d a d e s i n t e g r a d a
C a n t i d a d i n c i a l de mer c a p t a n o s 0 . 0 8 % p r u e b a d o c t o r
D e s p u é s de l a p r i m e r a e x t r a c c i ó n 0 . 5 2 % p o s i t i v a
1! t f t t s e g u n d a t i 0 . 3 0 % f f
I I f l t t t e r c e r a t i 0 . 1 7 % f t
I I f f t i c u a r t a t t 0 . 0 1 0 % f f
» l t f i t q u i n t a t i 0 . 0 0 7 % t i
7 8
Después de la sexta extracción 0.003% negativa
T r a t a m i e n t o c o n s o s a 5N más 50% a l c o h o l m e t í l i c o
G a s o l i n a c r u d a d e s i n t e g r a d a
C a n t i d a d i n i c i a l de m e r c a p t a n o s
D e s p u é s de l a p r i m e r a e x t r a c c i ó n
I» I I
ii ii
it ti
s e g u n d a
t e r c e r a
c u a r t a
0 . 0 8 1 %
0 . 0 3 9 %
0 . 0 1 8 %
0 . 0 0 8 %
0 . 0 0 3 %
p r u e b a d o c t o r
p o s i t i v a
n e g a t i v a
T r a t a m i e n t o c o n s o s a 3N más 50% a l c o h o l m e t í l i c o
G a s o l i n a c r u d a d e s i n t e g r a d a
C a n t i d a d i n c i a l de m e r c a p t a n o s
D e s p u é s de l a p r i m e r a e x t r a c c i ó n
" " " s e g u n d a "
t e r c e r a
c u a r t a
0 . 0 8 %
0 . 0 3 5 %
0 . 0 1 5 %
0 . 0 0 6 %
0 .0 0 2 %
p r u e b a d o c t o r
p o s i t i v a
n e g a t i v a
Como s e v e , l a c o n c e n t r a c i ó n de s o s a más c o n v e n i e n t e
e s l a de 3 N , p u e s e f e c t ú a e l e n d u l z a d o c o n m e n o r n ú m e r o -I
de e x t r a c c i o n e s .
A c o n t i n u a c i ó n se u s a l a s o s a 3N c o n d i f e r e n t e s c o n
c e n t r a c i o n e s d e a l c o h o l m e t í l i c o p a r a d e t e r m i n a r l a c o n
c e n t r a c i ó n más c o n v e n i e n t e de e s t e ú l t i m o .
T r a t a m i e n t o co n s o s a 3N más 25% de a l c o h o l m e t í l i c o
G a s o l i n a c r u d a
79
C a n t i d a d i n i c i a l de m e r c a p t a n o s
D e s p u é s de l a p r i m e r a e x t r a c c i ó n
" " s e g u n d a
" " " t e r c e r a "
ii ii ii
ii ii iic u a r t a
q u i n t a
0 . 0 4 4 %
0 . 0 2 4 %
0 .0 1 2 %
0 . 0 0 6 %
0 . 0 0 3 %
0.081% p r u e b a d o c t o r
p o s i t i v a
n e g a t i v a
T r a t a m i e n t o co n s o s a 3N más 50% de a l c o h o l m e t í l i c o
G a s o l i n a c r u d a
C a n t i d a d i n i c i a l de m e r c a p t a n o s
D e s p u é s de l a p r i m e r a e x t r a c c i ó n
" " " s e g u n d a "
t e r c e r a
c u a r t a
0 . 0 8 %
0 . 0 3 5 %
0 . 0 1 5 %
0 . 0 0 6 %
0 .0 0 2 %
p r u e b a d o c t o r
p o s i t i v a
n e g a t i v a
T r a t a m i e n t o con s o s a 3N más 75% de a l c o h o l m e t í l i c o
G a s o l i n a c r u d a
C a n t i d a d i n i c i a l de m e r c a p t a n o s
D e s p u é s de l a p r i m e r a e x t r a c c i ó n
" " s e g u n d a
t e r c e r a
c u a r t a
0 . 0 8 %
0 . 0 3 4 %
0 . 1 3 %
0 . 0 0 6 %
0 .0 0 2 %
p r u e b a d o c t o r
p o s i t i v a
n e g a t i v a
Como se v e , l a c o n c e n t r a c i ó n de a l c o h o l m e t í l i c o más
e f i c i e n t e y más e c o n ó m i c o e s de 50% c on r e s p e c t o a l a s o
l u c i ó n c á u s t i c a , p u e s e l a u m e n t o d e l a l c o h o l m e t í l i c o a l
75% no a u m e n t a p r á c t i c a m e n t e l o s r e s u l t a d o s o b t e n i d o s c o n
l a s o l u c i ó n q u e c o n t i e n e 50%.
80
De e s t a m a n e r a l a g a s o l i n a e s t r a t a d a con p o r c i o n e s
de 2 0 % e n v o l u m e n de s o l u c i ó n a l c a l i n a s o l u b i l i z a d a , s i e n
do a g i t a d a c o n c a d a n u e v a p o r c i ó n d u r a n t e 15 m i n u t o s p o r
m e d i o de un a g i t a d o r m e c á n i c o , g e n e r a l m e n t e son s u f i c i e n
t e s t r e s o c u a t r o e x t r a c c i o n e s . La g a s o l i n a ya e n d u l z a d a
de e s t a m a n e r a e s s e p a r a d a de l a s o l u c i ó n a l c a l i n a , f i l
t r a d a e i n h i b i d a c o n 0 . 1 g r a m o s de A - n a f t o l po r l i t r o c o n
e l o b j e t o de e v i t a r c u a l q u i e r d e t e r i o r a c i ó n a n t e s y d u r a n
t e l a e j e c u c i ó n de l a s p r u e b a s a q u e s e r í a s o m e t i d a .
6 . 9 R e s u l t a d o o b t e n i d o d e l a s p r u e b a s a l a g a s o l i n a a n t e s
y d e s p u é s de s o m e t e r l a a t r a t a m i e n t o .
A c o n t i n u a c i ó n s e l l e v a n a c a b o l o s t r a t a m i e n t o s de
g a s o l i n a c r u d a d e s i n t e g r a d a , p o r s e r l a q u e p r e s e n t a e l
p r o b l e m a d e l a z u f r e c o n m a y o r i n t e n s i d a d . Como s e i n d i c ó
a n t e r i o r m e n t e , u s a n d o l a s o l u c i ó n e x t r a c t o r a más c o n v e n i e -
t e y h a c i e n d o l a s d e t e r m i n a c i o n e s de m e r c a p t a n o s p o r t i t u
l a c i o n e s c on n i t r a t o de p l a t a p a r a f o r m a r m e r c a p t u r o de
p l a t a y l a s d e t e r m i n a c i o n e s de a z u f r e t o t a l en e l m é t o d o
e s t a n d a r d de c o m b u s t i ó n a l a l á m p a r a , a s i m i s m o , l a s de m á s
p r u e b a s so n r e p r e s e n t a t i v a s de l a c a l i d a d de l a g a s o l i n a
a n t e s y d e s p u é s de s o m e t e r l a a l t r a t a m i e n t o .
R e s u l t a d o de l a s p r u e b a s de l a g a s o l i n a a n t e s de s o
m e t e r l a a l t r a t a m i e n t o :
81
A c o n t i n u a c i ó n s e l l e v a n a c a b o l o s t r a t a m i e n t o s do
g a s o l i n a c r u d a d e s i n t e g r a d a , p o r s e r l a que p r e s e n t a e l
p r o b l e m a d e l a z u f r e co n m a y o r i n t e n s i d a d . Como s e i n d i c ó
a n t e r i o r m e n t e , u s a n d o l a s o l u c i ó n e x t r a c t o r d más c o n v e
n i e n t e y h a c i e n d o l a s d e t e r m i n a c i o n e s de m e r c a p t a n o s p o r
t i t u l a c i ó n c on n i t r a t o de p l a t a p a r a f o r m a r m e r c a p t u r o de
p l a t a y l a s d e t e r m i n a c i o n e s de a z u f r e t o t a l e n e l m é t o d o
e s t a n d a r d de c o m b u s t i ó n a l a l á m p a r a , a s í m i s m o , l a s demás
p r u e b a s son r e p r e s e n a t i v a s de l a c a l i d a d de l a g a s o l i n a
a n t e s y d e s p u é s de s o m e t e r l a a l t r a t a m i e n t o .
R e s u l t a d o do l a s p r u e b a s de l a g a s o l i n a a n t e s de s o
m e t e r l a a l t r a t a m i e n t o :
P r u e b a sD e s t i l a c i ó n ( 1 )
T e m p . i n i c i a l e b u l l .
C l 10% d e s t i l a a
E l 50% d e s t i l a a
E l 90% d e s t i l a a
Te m p. f i n a l e b u l l .
% d e s t i l a d o s
R e s i d u o
P é r d i d a
G r a v e d a d e s p e c í f i c a A . P . [
P r e s i ó n v a p o r R E I D
A z u f r e l i b r e
A c i d o s u l f h í d r i c o
A z u f r e como RSH
A z u f r e como d i s u l f u r o s
U n i d a d e s M é t o d o s ASTM
o,o C
°Co„
ASTM
ASTM
ASTM
ASTM
ASTM
ASTM
E s p e c i f i - cac Lo nes
39
57
1 2 5
1802 0 3
9 7 . 0
1 . 0 2 . 0
5 7 . 0
7 . 9
. 0 0 4
. 0 1
. 0 8
. 0 3
32
a z u f r e t o t a l % ASTM . 3 4
gomas c á p s u l a de c o b r e m g / 1 0 0 cc ASTM 1 8 0
p e r í o d o de i n d u c c i ó n m i n . 4STM 1 1 0
c o l o r - v i s u a l a m a r i l l a
N ú m e r o de o c t a n o
g a s o l i n a s o l a 7 0 . 0
más . 2 4 c c / 1 7 3 . 8
más . 4 8 c c / 1 76 . ?
más . 7 2 c c / 1 7 8 . 5
R e s u l t a d o de l a s p r u e b a s d e l a g a s o l i n a d e s p u é s d e l
t r a t a m i e n t o :
P r u e b a s U n i d a d e s M é t o d o s e s p e c i f i -D e s t i l a c i ó n ENGLER c a c i o n e s
T e m p . i n i c i a l e b u l l . °C 4 2T e m p . f i n a l e b u l l . ° C 2 0 2
T e m p . f i n a l e b u l l . ° C 9 8
% d e s t i l a d o % 1 . 0r e s i d u o % 1 . 0p é r d i d a %
c o r r o s i ó n - ENGLER b u e n a
D o c t o r - ENGLER n e g a t i v o
a z u f r e l i b r e % ENGLER n u l o
a z u f r e t o t a l % ENGLER 0 . 2 5
á c i d o s u l f h í d r i c o % ENGLER n u l o
p r e s i ó n de v a p o r R e í d . - ENGLER 7 . 7
gom as c á p s u l a de c o b r e m g / 1 0 0 c c ENGLER 2 1 5
p e r í o d o de i n d u c c i ó ns i n i n h i b i d o r m m . ENGLER 7 5
c o n 0 . 1 g r / e t A - n a f t o l r a i n . ENGLER 1 3 0
c o l o r s a y b o l t s e g . ENGLER 2 0
83
Número de octano
G a s o l i n a s o l a más . 2 4 c c / 1
más . 4 8 c c / 1
más . 7 2 c c / 1
7 0 . 1
7 5 . 3
7 8 . 7
8 0 . 8
P r u e b a s d e l a g a s o l i n a a n t e s d e l t r a t a m i e n t o :
P r u e b a sD e s t i l a c i ó n ( 2 )
U n i d a d e s M é t o d o sENGLER
oC°C°C°C°C
T e m p . i n i c i a l e b u l l .
e l 1 0 % d e s t i l a a
e l 50% d e s t i l a a
e l 90% d e s t i l a a
T e m p . f i n a l e b u l l .
% d e s t i l a d o %
r e s i d u o %
p é r d i d a %
g r a v e d a d e s p e c í f i c a A . P . I .
p r e s i ó n d e v a p o r
a z u f r e l i b r e %
a z u f r e RSH %
a z u f r e t o t a l %
g om as c á p s u l a de c o b r e mg/ 1 0 0 c c
p e r í o d o d e i n d u c c i ó n m m .
c o l o r
ENGLER
ENGLER
ENGLER
ENGLER
ENGLER
ENGLER
ENGLER
v i s u a l
e s p e c i f i c a c i o n e s
35
6 61 4 1
17 7
1 9 8
9 4 . 0
1 . 05 . 0
5 7 . 8
8 . 7
0 . 0 0 5
0 . 0 7 5
0 . 3 5
1 6 3
1 3 8
a m a r i l l a
N ú m e ro de o c t a n o
G a s o l i n a s o l a 7 0 . 3
más . 2 4 c c / 1 7 4 . 2
más . 4 8 c c / 1 7 7 . 2
más . 7 2 c c / 1 7 8 . 9
8 4
Pruebas de la gasolina después del tratamiento:
P r u e b a sD e s t i l a c i ó n
U n i d a d e s M é t o d o sENGLER
especificaciones
T e m p . i n c i a l e b u l l .
T e m p . f i n a l e b u l l .
% d e s t i l a d o
r e s i d u o
p é r d i d a
c o r r o s i ó n
D o c t o r
a z u f r e t o t a l
a z u f r e RSH
gómas c á p s u l a de c o b r e
p e r í o d o de i n d u c c i ó n : s i n i n h i b i d o r
co n 0 . 1 g r . A - n a g t o l
c o l o r S a y b o l t
°C
° C
mg/ 1 0 0 cc
m i n
m ms e g
ENGLER
ENGLER
ENGLER
ENGLER
ENGLER
ENGLER
ENGLER
ENGLER
39
1 9 8
971 . 02 . 0
buenanegativa
0.280 . 0 0 2
2 0 2
90 130 min
2 0
N ú m e ro de o c t a n o :
g a s o l i n a s o l a
más . 2 4 c c / 1
más . 4 8 c c / 1
más . 7 2 c c / 1
7 0 . 2
7 5 . 1
7 8 . 0
8 0 . 1
O BS ER VA CI ONE S:
E l a u m e n t o en l a c a n t i d a d de go ma s f o r m a d a s e n l a
c á p s u l a de c o b r e y l a d i s m i n u c i ó n d e l p e r í o d o de i n d u c c i ó n
son a t r i b u i d a s a l a i n e v i t a b l e e x p o s i c i ó n a l a l u z y a l
a i r e , t r a y e n d o como c o n s e c u e n c i a l a o x i d a c i ó n q u e s u f r e
l a g a s o l i n a d u r a n t e l a m a n i p u l a c i ó n ya q u e d u r a n t e l a a g i -
85
t a c i ó n y e l f i l t r a d o e s t á en c o n t a c t o c o n e l a i r e , p e r o
en un p r o c e s o c o n t i n u o se e v i t a r í a n e s t o s i n c o n v e n i e n t e s ;
a d e m á s l a e x t r a c c i ó n c o n s o l u c i ó n a l c a l i n a t i e n e l a p r o
p i e d a d de e x t r a e r l o s f e n o l e s d i s m i n u y e n d o l a e s t a b i l i d a d
a l a o x i d a c i ó n de l a g a s o l i n a , p e r o y a s e a r e i n c o r p o r á n
d o l e l o s a n t e d i c h o s c o m p u e s t o s f e n ó l i c o s o b i e n p o r a d i
c i ó n de un i n h i b i d o r a n t i o x i d a n t e h a c i a l o s c u a ■ e ■> t i e n e
g r a n s u s c e p t i b i l i d a d se c o n s i g u e l a e s t a b i l i d a d a p ” 3 p _ a d a
a l a o x i d a c i ó n .
E l e m p l e o de t r a t a m i e n t o s c á u s t i c o s c o n r e g e n e r a c i ó n
s u b s e c u e n t e ya e s un p a s o h a c i a e l p e r f e c c i o n a m i e n t o en
l a r e f i n a c i ó n , c o m p a r á n d o l o c o n e l e n d u l z a m i e n t o a i s l a d o .
E l l a v a d o c á u s t i c o e n mucha s g a s o l i n a s p r o d u c e un a u m e n t o
c o n s i d e r a b l e en l a s u s c e p t i b i l i d a d a l p l o m o p e r o g e n e r a l
m e n t e e s t e t r a t a m i e n t o e n d u l z a r á s ó l o p a r c i a l m e n t e l a g a
s o l i n a y u n a p o r c i ó n c o n s i d é r a l a de m e r c a p t a n o s p r o b a b l e
m e n t e l o s de p u n t o de e b u l l i c i ó n más a l t o y a q u e l l o s q u e
p o s e e n c a d e n a s l a t e r a l e s p e r m a n e c e n e n l a g a s o l i n a . E s t o s
m e r c a p t a n o s i m p i d e n qu e se l l e g u e a l p u n t o m á xi m o en l a
s u s c e p t i b i l i d a d a l p l o m o y n e c e s i t a n a d e m á s un e n d u l z a -
m i e n t o s u b s e c u e n t e p a r a p r o d u c i r u n a g a s o l i n a q u e s e a
a c e p t a d a e n e l m e r c a d o .
E l p r o c e s o s o s a - m e t a n o l r e ú n e a m b a s c u a l i d a d e s d a n d o
una g a s o l i n a de o l o r d u l c e y un c o n t e n i d o en m e r c a p t a n o s
.86
c a s i n u l o , y a que s o l a m e n t e se r e q u i e r e u n a p l a n t a . Los
c o s t o s de i n s t a l a c i ó n son más b a j o s q u e c u a n d o s e r e q u i e
r e n t a n t o u n a p l a n t a de t r a t a m i e n t o c á u s t i c o como una de
e n d u l z a m i e n t o p a r a o b t e n e r l o s m i s m o s r e s u l t a d o s .
L o s c o s t o s de o p e r a c i ó n s on b a j o s d e b i d o a q u e l o s
r e a c t i v o s s o n b a r a t o s , e l v o l u m e n d e l r e a c t i v o es p e —
q u e ñ o en p r o p o r c i ó n a l a g a s o l i n a t r a t a d a y l a c o m p l e t a
r e c u p e r a c i ó n de l o s r e a c t i v o s . E l b a j o c o n t e n i d o e n a z u
f r e y e l m e j o r a m i e n t o en e l n ú m e r o de o c t a n o f i n a l o b t e n i
do s c o n e l t r a t a m i e n t o en e s t u d i o p u e d e n s e r a p r o v e c h a d o s
de d i f e r e n t e s m a n e r a s , e s t o e s , u s a n d o u n a c a n t i d a d m e n o r
de t e t r a e t i l o de p l o m o c u a n d o e l p r o d u c t o s e a de l a mi sm a
c a l i d a d de t e t r a e t i l o de p l o m o y v e n d i e n d o un p r o d u c t o de
m e j o r c a l i d a d , y a s e a u s a n d o u n a p r o p o r c i ó n más g r a n d e de
g a s o l i n a .
D e b i d o a l a u m e n t o en e l n ú m e r o de o c t a n o q u e h a c e p o s i b l e
e l n u e v o p r o c e s o , u n a r e f i n e r í a p u e d e s u b i r su g a s o l i n a
en v a l o r e s de o c t a n o qu e l e e s t a b a n v e d a d o s a n t e r i o r m e n t e .
6 . 1 0 A l g u n o s de l o s p r o d u c t o s que s e o b t i e n e n e n l a r e f i
n e r í a 18 de M a r z o
NOMBRE DEL PRODUCTO T u r b o s m a N o . 3 3 1 / 7 0
P r u e b a s Uni d a de s M é t o d o s E s p e c i f i c a c i o n e s
P e s o e s p e c í f i c o a 2 0 / 4 0 c> ASTM D 1298-67 0.722/0/827
87
d e n s i d a d A P I a 6 0 / 6 0 ° F ASTM D 2 8 7 - 6 7 3 9 / 5 1
d e s t i l a c i ó n ( 1 ) ASTM D 8 6 - 6 7
e l 1 0 % d e s t i l a a °C 2 0 4 m a x .
e l 50% d e s t i l a a °C 2 3 2 m a x .
T e m p . f i n a l de e b u l l °C 2 8 8 m a x .
r e s i d u o % 1 . 5 m a x .
p é r d i d a % 1 . 5 m a x .
t e m p . d e i n f l a m a c i ó n 2 ° C 1 P / 3 3 3 8 / 6 6
t e m p . d e c o n g e l a c i ó n °C ASTM D 2 3 8 6 - 6 7 - 5 0 m a x .
v i s e , c i n e m á t i c a a - 3 4 ° C c t s . ASTM D 4 4 5 - 6 5 15 m a x .
v a l o r c a l o r í f i c o B T U / l b . ASTM 1 9 6 6
D 1 4 0 5 - 6 4 1 8 4 0 0 r a i n .
c o r r o s i ó n , 2 h r s . a 1 0 0 ° C ASTM 1 3 0 - 6 8 s t d , 1 m a x .
A c i d e z t o t a l mg/KOHc
ASTM ) ASTM
DD
9 7 4 - 6 46 6 4 - 5 8
n a d a
a z u f r e % ASTM D 1 2 6 6 0 . 4 0 m a x .
a z u f r e m e r c a p t á n i c o % ASTM ó ASTM
DD
1 3 2 3 - 6 2 1 2 1 9 61 0 . 0 0 0 3 max
t o l e r a n c i a & 1 a g u a m i . ASTM D 1 0 9 4 - 6 2 2 m a x .
goma p r e f o r m a d a m g / 1 0 0 m i . A S T M o ASTM
DD
3 8 1 - 6 4 3 8 1 64 7 max .
goma a c e l e r a d a , 16 H r s . m g / 1 0 0 m i . A S T M D 8 7 3 - 6 5 1 4 m a x .
e s t a b i l i d a d t é r m i c a ASTM D 1 6 6 0 - 6 9
c a í d a de p r e s i ó n p u l g . H g . 1 2 m a x .
d e p ó s t i o s en e l t u b o d e l p r e c a l e n t a d o r , c l a s i f i c a c i ó n 3 m a x .
a r o m á t i c o s % ASTM D 1 3 1 9 - 6 9 2 0 m a x .
i n h i b i d o r l b / 1 0 0 0 b l . 8 . 4 m a x .4
d e a c t i v a d o r m e t á l i c o l b / 1 0 0 0 b l . 2 m a x .
NOMBRE DEL PRODUCTO: d i á f a n o 3 1 1 / 7 0
8 8
Destilación (1) temp. inicial de ebull. destilado a 200°C destilado a 235°C temp. final de ebull. recuperadoreacción del residuo azufre total azufre mercaptánico corrosión, 3 hrs.a 50°C temp. de inflamación índice de humo color
Pruebas
ASTM D 86-67°C%%%%
Unidades Métodos
ASTM D 1093-% ASTM D 1266-% ASTM D 1323-
ASTM 130-68°c ASTM D 56-64mm ASTM D 1322-
visual
150 1 0 m m .94 max.
300 max.98 m m .
no ácida 0.70 max. 0.003 max. std. 2 max. 41 min.2 0 min. morado
Especificaciones
8 9
V I I . - EQ UI PO U T I L I Z A D O
( P l a n t a s p e r c o 1 y p e r c o 2 de l a R e f i n e r í a de A t z c a p o t z a l c o
7 . 1 O p e r a c i ó n de l a u n i d a d p e r c o N o . 1 ( R V )
7 . 1 . 1 B a s e s d i s e ñ o . - E s t a u n i d a d f u e d i s e ñ a d a p a r a p r o
c e s a r 1 2 , 0 0 0 B / D . La c a r g a e s t á c o n s t i t u i d a de g a
s o l i n a p r i m a r i a s i n e s t a b i l i z a r .
P a r a r e g e n e r a r l a s c á m a r a s de r e a c c i ó n se d i s p o n e de
un s o b r e c a l e n t a d o r , p r o v i s t o de a i r e y u n a c h i m e n e a p a r a
l i b e r a r l o s g a s e s q u e m a d o s .
E s t á p r o v i s t a de 2 c a l e n t a d o r e s de s e r p e n t i n e s de 30
f t de l a r g o , 12 q u e m a d o r e s ( c / u ) . C u e n t a c o n u n a p r o t e c
c i ó n de a l a r m a p a r a e l c a s o de a l t a t e m p e r a t u r a en e l h o
g a r y en c a s o de b a j a c a r g a , s e i n t e r r u m p e l a p r o v i s i ó n
de c o m b u s t i b l e a l o s q u e m a d o r e s .
E l c o m b u s t i b l e u s a d o p u e d e s e r c o m b u s t o l e o o b i e n g a s
p r o d u c i d o en l a mi sm a p l a n t a o d e l s i s t e m a g e n e r a l de g a s
de r e f i n e r í a .
Dos v á l v u l a s de r e l e v o a l a s a l i d a d e l o s c a l e n t a d o
r e s RVH1 y A H - H 2 e s t á n i n s t a l a d a s y a l i n e a d a s a l a l í n e a
de d e s f o g u e a l q u e m a d o r N o . 1 .
E l a g u a de e n f r i a m i e n t o se p r o v e e a 8 5 ° E ( 2 9 . 4 4 ° C ) - -
p a r a l o s d i v e r s o s e n f r i a d o r e s , c o n un a e l e v a c i ó n m á x i m a
de 2 5 ° F ( 1 4 ° C ) .9 0
S í n t e s e s de c a r g a y p r o d u c t o s en l a u n i d a d p e r c o —
N o . 1 d e s u l f u r i z a d o r a - r e f o r r a a d o r a RV:
C a r g a : G a s o l i n a p r i m a r i a 1 2 , 0 0 0 B /D 5 9 . 7 ° A P I
P r o d u c t o : G a s o l i n a d u l c e 1 1 , 8 3 3 B /D 5 7 . 5 ° A P I
C a r b ó n d e p o s i t a d o enl a s c á m a r a s 7 , 4 6 0 L B / D
Gas c o m b u s t i b l e 3 6 0 , 0 0 0 f t ^ / D
7 . 1 . 2 D e s c r i p c i ó n d e l f l u j o
G a s o l i n a p r i m a r i a , p r o v e n i e n t e de l a s p l a n t a s p r i m a
r i a s 1 y 2 y a t r a v é s d e l t a n q u e de b a l a n c e 1 7 3 , e s i n t r o
d u c i d a a l a p l a n t a p o r m e d i o de l a s bombas de c a r g a R V - P 1
y 1 A . La. d e s c a r g a de e s t a s bo mb as s e d i v i d e en d o s c o
r r i e n t e s a l o s c a m b i a d o r e s de c a r g a V . S . p r o d u c t o R V - E 2
A y 2 B . A n t e s de e n t r a r a e s t o s c a m b i a d o r e s e x i s t e n s e n
d a s v á l v u l a s de r e l e v o h a c i a e l B l o w Down de V - 2 , y en
e s t e p u n t o p a s a n p o r do s v á l v u l a s a u t o m á t i c a s q u e a c t ú a n
a c o n t r o l de f l u j o .
D e s p u é s q u e ha p a s a d o p o r l o s c a m b i a d o r e s R V E 2 ^ S , l a
c a r g a e s c a l e n t a d a y v a p o r i z a d a p a r c i a l m e n t e en l o s c a m
b i a d o r e s R V E - l ^ S : d e l R V - E Z - A p a s a en s e n e a l o s R V E - 1 A
y I B ; d e l R V - E 2 B , p a s a en s e n e a l o s R V E - 1 C y I D . D e s p u é s
p o r d o s l í n e a s p a r a l e l a s ( q u e p u e d e n í n t e r c o n e c t a r s e p o r
m e d i o de u n a v á l v u l a de c a d e n a ) v a n a l o s c a l e n t a d o r e s
RBH1 y A H - H 2 . La l í n e a qu e s a l e d e l c a m b i a d o r E 1 B , e n t r a
a l o s s e r p e n t i n e s p o n i e n t e de l o s c a l e n t a d o r e s . La l í n e a
que s a l e d e l c a m b i a d o r E l - D e n t r a a l o s s e r p e n t i n e s o r i e n -
91
t e de l o s c a l e n t a d o r e s . L a t e m p e r a t u r a de s a l i d a de e s t o s
c a m b i a d o r e s es de 5 5 0 ° f ( 2 8 8 ° C ) .
En l o s c a l e n t a d o r e s l a t e m p e r a t u r a de l a c a r g a s u b e
i n i c i a l m e n t e a 7 6 0 ° F ( 4 0 4 ° C ) y a m e d i d a qu e e l c a t a l i z a d o r
v a p e r d i e n d o a c t i v i d a d s e v a s u b i e n d o e s t a t e m p e r a t u r a
h a s t a 8 4 0 ° F ( 4 5 0 ° C ) y d e s c a r g a n a l a c á m a r a de r e a c c i ó n
R V -D 1 ó R V - D 2 .
E s t á p r o v i s t a c o n d o s c á m a r a s de r e a c c i ó n a l i n e a d a s
en p a r a l e l o de t a l m a n e r a q u e e l c a t a l i z a d o r de una de
e l l a s p u e d e s e r r e g e n e r a d a co n v a p o r s o b r e c a l e n t a d o y a i r e ,
s i n p a r a r l a u n i d a d y a qu e e s t a r á en o p e r a c i ó n l a o t r a c á
m a r a . E s t á n p r o v i s t a s v á l v u l a s de c a m b i o a l a e n t r a d a y
s a l i d a a c a d a c á m a r a de r e a c c i ó n , p a r a l o s c i r c u i t o s de
p r o c e s o y r e g e n e r a c i ó n ; l o s g a s e s de r e g e n e r a c i ó n d e e s t a s
c á m a r a s c a t a l í t i c a s d e s c a r g a n de v e n t e o e x i s t e n t e a l a
c h i m e n e a d e l s i s t e m a de r e g e n e r a c i ó n .
E x i s t e n u n a l í n e a de i n y e c c i ó n de a g u a a l a s a l i d a
de c a d a c á m a r a , p a r a qu e s e e n f r i e n l o s g a s e s de r e g e n e r a
c i ó n .
E l p r o d u c t o q u e s a l e de l a c á m a r a de r e a c c i ó n qu e
e s t á en o p e r a c i ó n c a m b i a c a l o r en l o s t e r m o p e r m u t a d o r e s
R V - E 1 S y b a j a su t e m p e r a t u r a , de 7 4 0 ° F ( 3 9 3 ° C ) a 3 8 0 ° F - -
( 1 9 3 ° C ) de a h í , a l o s R V - E 2 S , d o n d e b a j a a 1 0 0 ° C .
92
los RVE3C y 3D; del RV-EZA a los RVE3A v 3B de ahí estas
corrientes se juntan nuevamente y van al acumulador RV-D3
donde el vapor y el líquido se separan. El liquido puede
bombearse a cualquiera de las dos torres estabilizadoras,
aunque se prefiere respetar el alineamiento original a la
Después pasa a los enfriadores RV-E3: del RV-E2B a
Este bombeo se realiza con cualquiera de las dos bom
bas AF1P3 ó 3A y es enviado a control de nivel del acumu
lador RV-D3 como carga, hacia la torre AF-1.
Los gases del acumulador RV-D3 son enviados a control
de presión al sistema de gas combustibles de la planta.
Este acumulador cuenta con una válvula de relevo que des
foga al quemador de campo o al quemador sin humo del área
norte de refinería.
Esta planta fue provista de una compresora RVAC1 que
sirve para reforzar el sistema de aire de instrumentos.
7.1.3 Requerimientos estimados, de servicios auxiliares
AF1.
Vapor de 250 ##/HNormal
#/HMáximo
regeneración de catalizador 10,800 12,500
vapor de atomización(para quemadores de combustóleo) 850
11,6501 , 1 0 0
13,600
93
Agua de e n f r i a m i e n t o :
E n e r g í a e l é c t r i c a :
G . p . m. / n o r m a l G . P . M . / m á x i m o 2 , 0 7 0 3 , 0 0 0
RVP1
R V P 1 - A
RVP3
RVP3A
R V -A C 1
440 volts 3 f a s e s 6 0 c i c l o s
BHP
1 0 01 0 01 50
150
125
T o t a l :
KW n o r m a l
7 6 . 1
1 07
9 1 . 5
2 7 4 . 6
KW c a r g a c o n e c t a d a
8 7 . 8
8 7 . 8
132
1 32
1 0 05 3 9 . 6
1 1 0 v o l t s 1 f a s e
para iluminación
a i r e de i n s t r u m e n t o s
a i r e de r e g e n e r a c i ó n c o m b u s t i b l e .
35 f 1 3 / m i n
n o r m a l
6 0 c i c l o s
6 KW.
m á x i m o
m á x i m o
c o m b u s t ó l e o :
p a r a RVH1 y A H -H 2 1 8 6 B / l ) 5 0 0 B / D
Gas 2 5 0 f t / m i n .
C a l e n t a d o r e s R V - H 1 - H 2
E s t o s c a l e n t a d o r e s m i c i a l m e n t e f u e r o n p r o v i s t o s de
2 q u e m a d o r e s c a d a u n o , p a r a q u e m a r t o d o e l gas p r o d u c i d o
e n l a p l a n t a . A c t u a l m e n t e t o d o s l o s q u e m a d o r e s q u e m a n g a s
p e r o s e p r e v e é q u e e n e l f u t u r o s o l a m e n t e se queme c o m b u s
t ó l e o .
C u e n t a co n un a c h i m e n e a d e 6 . 5 f t . de d i á m e t r o i n t e r
no y 8 5 f t de a l t u r a .
94
7.1.4 Especificaciones de los calentadores RV-H1 y AH-H2
D i m e n s i o n e s m e c á n i c a s ;
t i p o de f l u j o
t u b o s
l o n g i t u d d e t u b o s
n ú m e r o d e t u b o s , e n c o n v e c c i ó n
e n r a d i a c i ó n
t o t a l
2 p a s o s
6 " d i a m . c e d . 8 0
2 8 . 7 5 f t .
32
32
64
D a t o s de p r o c e s o :
C a r g a : n o r m a l
m á x i m a
C a p a c i d a d C a l o r í f i c a ;
t o t a l
a b s o r b i d a p o r l a c a r g a
e f i c i e n c i a n o r m a l
1 2 9 , 2 9 0 l b / h r .
1 7 1 , 9 6 0 l b / h r .
2 9 , 4 0 0 , 0 0 0 B T U / h r .
2 0 , 0 0 0 , 0 0 0 B T U / h r .
6 8 %
R a p i d e z de t r a n s f e r e n c i a :9en l a z o n a de r a d i a c i ó n , n o r m a l 9 , 7 5 0 B T U / h r . f t
en l a z o n a de c o n v e n c i ó n norm al 3 , 3 2 0 B T U / h r . f t 2
e x c e s o de a i r e 50%
c a í d a de p r e s i ó n , n o r m a l 75 P S i
c a í d a de p r e s i ó n m á x i m a 1 1 0 P S i
7 . 1 . 5 R e g e n e r a c i ó n d e l c a t a l i z a d o r
L a c a n t i d a d d e l c a r b ó n d e p o s i t a d o e n e l c a t a l i z a d o r
d u r a n t e e l p r o c e s o v a r í a a m p l i a m e n t e , d e p e n d i e n d o d e ( 1 )
e l t i p o d e c a r g a , ' ( 2 ) l a t e m p e r a t u r a a q u e s e p r o c e s ó é s t a
y ( 3 ) l a d u r a c i ó n d e l p e r i o d o de p r o c e s o . L a r e g e n e r a c i ó n
95
se lleva a cabo con facilidad cuando el depósito de carbón
es de 4 a 20% del peso de catalizador contenido en la cáma
ra. Los periodos de proceso se ajustan de modo que el car
bón depositado se limite de 8 a 15% del peso del cataliza
dor.
A continuación se indica el peso de la carga general
mente depositada como carbón durante el proceso, a dife
rentes temperaturas de gasolinas de destilación directa
y de cracking.
Depósito aproximado de carbón (% en peso de la carga)
Gasolina de destilacióndirecta temperatura °C gasolina
de cracking0.02 peso % 399 0.25 peso %0.05 426 0.300.10 454 0.350.12 482 0.450.15 510 0.600.40 538 0.900.60 565 1.40
7.2 Operación de la unidad perco No. 2 (AW)
7.2.1 Bases de diseño
Esta unidad fue diseñada para procesar 12,000 B/D de
gasolina cruda, la cual estaba formada por gasolina
9 6
debutanizadora de desintegración y gasolina primaria depen.
tanizada. Actualmente se procesa gasolina cruda sin esta
bilizar.
Esta unidad opera en paralelo juntamente con la uni
dad perco No. 1 (RV), que fue construida por contrato McKee
2 3 2 5 .
La p e r c o N o . 2 a p r o v e c h a e l e q u i p o e x i s t e n t e e n l a
p e r c o N o . 1 p a r a e f e c t u a r l a r e g e n e r a c i ó n d e c á m a r a s , como
e s e l s o b r e c a l e n t a d o r de v a p o r , s u m i n i s t r o de a i r e y c h i
m e n e a p a r a d e s f o g a r l o s g a s e s d e r e g e n e r a c i ó n .
Se construyó un sobrecalentador de vapor para relevo.
Esta planta cuenta con un solo calentador AW-F1, el
cual es un duplicado de los instalados en la planta (RV),
con excepción de los quemadores que están inclinados hacia
el muro central.
Como p r o t e c c i ó n d e l c a l e n t a d o r , s e t i e n e u n a a l a r m a
a a l t a t e m p e r a t u r a en e l h o g a r l a c u a l c o r t a e l s u m i n i s t r o
de c o m b u s t i b l e a l c a l e n t a d o r .
E l c o m b u s t i b l e u s a d o e s g a s p r o d u c i d o e n l a p r o p i a
p l a n t a , o b i e n g a s d e l s i s t e m a de r e f i n e r í a .
E s t e c a l e n t a d o r t i e n e 2 q u e m a d o r e s q u e s i r v e n como
p i l o t o s ; d o n d e s e quema e l g a s d e l a c u m u l a d o r A W - D 3 , q u e
917
pasa a la torre absorbedora y al separador de gas combus
tible. Se está acondicionando este calentador para quemar
combustible.
El calentador tiene 2 válvulas de relevo a la salida
del calentador que desfogan a línea al quemador de prima
ria No. 2.
Se cuenta con una torre reparadora, AW-T-1, donde se sepa
ran los polímeros formados por la desulfurización, refor
mación que por medio de la bomba AW-P3 que succiona del
fondo de la torre, los manda a tanques de gasolina prima
ria 130s.
Para recircular la planta interiormente se tiene co
nexión del acumulador AW-D3 a succión de bombas de carga
AW-PIs.
El agua de enfriamiento se suministra a 85°F (29°C) -
para los diversos enfriadores con elevación máxima permi
tida de 25°f (14°C).
Resumen de carga y productos producidos en la unidad
perco No. 2 desulfurizadora reformadora (AW).
Carga: gasolina primaria 12,000 B/D 59.7° API
gasolina desulfurizada 11,720 B/D 58.2° APIfondos torre repasadora(polímeros) 113 B/D 55.5° API
Productos:
98
Carbón depositado en el catalizador 7,460 Lb/D
gas combustible 360,000 ft^/D
7.2.2 Descripción del flujo
La gasolina primaria que viene de las primarias 1 y
2, y que está en balance con el T-173, y en algunas oca
siones la gasolina de la planta Dubbs; es la carga a la
planta, la cual toman las bombas de carga AW-P1 ó 1A, la
descarga de estas bombas se divide en dos corrientes que
van a los cambiadores de gasolina cruda Vs gasolina desul-
furizada AW-E-1 y AW-E-2, la carga a cada corriente tiene
su control de fluj'o (F.R.C.),
Dependiendo si la torre reparadora está en operación,
o no la carga cambia calor en los cambiadores AW-E-2 con
el producto del domo de la torre repasadora o con el —
efluente de las cámaras de reacción y después es calenta
da y vaporizada en los cambiadores AW-E-1 del efluente de
la cámara hasta 550°F (288°C). Esta carga puede en parte»
by-passearse en estos cambiadores AW-E-1 como medio de
controlar la temperatura de carga a la torre reparadora,
hay un termómetro industrial y registrador de la tempera
tura, de la salida de cambiadores AW-E-1 la carga es ca
lentada en el calentador AW-F-1 hasta 760°C (404°C) de --
aquí pasa a las cámaras de reacción AW-D1 ó AW-D2.
9 9
Está provista con dos cámaras de reacción para poder
efectuar la regeneración del catalizador de una cámara con
vapor sobrecalentador y aire sin parar la unidad, ya que
estará en operación la otra cámara.
El equipo existente en la perco No. 1 (RV) sirve para
esta unidad (AW).
Hay válvulas en entrada y salida de cada cámara de
reacción para los circuitos de proceso y regeneración para
facilitar el cambio de una cámara a otra. Los gases de re
generación de estas cámaras, descargan a la línea de ven
teo de la chimenea. A la descarga de la cámara cuando se
está regenerando, hay una inyección de agua para enfriar
los gases de regeneración.
El producto de salida de la cámara de reacción al
cambiar calor contra la carga baja su temperatura de 740°F
(393°C) a 380°F (193°C), de aquí pasa a la torre repasado
ra o a los AW-E-2.
En la torre repasadora los polímeros formados en la
reacción de desulfuración reformación, son separados de
la gasolina, para lograr esto, la torre se trabaja con
vapor de agotamiento y reflujo al domo, para controlar la
temperatura del fondo, se encuentra con inyección, de vapo
res calientes de la salida de la cámara por medio de línea
100
de 4". La torre cuenta en el fondo con dos boquillas de
12" para la instalación de un futuro recalentador. El re
flujo a esta torre está controlado con un control de tem
peratura en cascada con un control de flujo, esta corrien
te proviene del acumulador AW-D3 y es bombeado con las
bombas AW-P4.
El producto del fondo es enfriado en el AW-E-3 y con
la bomba de la torre es bombeado a tanques de gasolina
130s.
El producto del domo a 160°C - 170°C se divide en dos
corrientes paralelas y es enfriado y parcialmente conden-
sado en los cambiadores contra carga AW-E-2 y después con-
densado en los enfriadores AW-E-4, de aquí estas corrien
tes se juntan en el acumulador AW-D3 donde el vapor y lí
quido se separan.
La parte líquida por medio de las bombas AW-P5 ó 5A
se manda como carga a la torre estabilizadora AF2, a con
trol de nivel del ,acuniulador AW-D3.
Los vapores del acumulador pasan a la absorbedora AW-
T-2 donde se separan los productos pesados, que se mandan
a gasolina y los vapores se mandan a control de presión
al acumulador AW-D4, de aquí se manda a dos quemadores del
calentador AW-F1.
1 0 1
7.2.3 Requerimientos estimados de servicios auxiliares
Vapor de 250 #
regeneración de catalizador vapor de atomización vapor de proceso
Total
Agua de enfriamiento:
enfriamiento de productos enfriamiento de fondos
Total
#/Hnormal10,800
850157
11,807
G.P.M.normal2,700
302,730
#/Hmáximo12,500
1 ,100 2,147
15,747
G.P.M.máximo3,000 603,060
Energía eléctrica: 440 volts 3 fases 60 ciclos
AWP1AWP1AAWP3AWP4AWP4AAWP5AWPSAAWP6
BPH 1 0 0 1 0 0
1 . 0 1 0 . 0 1 0 . 0
150.0150.0
2.5
Total:
KW-N0RMAL CARGA CONECTADA76.1
1 . 27.5
107.0
1.5
193.3
87.887.8 0.9 8 . 8 8 . 8
132.0132.0
2 . 2
460.3
Calentador AF-1
Este calentador tiene las mismas bases de diseño que
los instalados en la unidad perco No. 1 (RV), con excep-
1 0 2
ción de que los quemadores están inclinados sobre la ver
tical hacia la pared central.
Inicialmente se colocaron 2 quemadores para gas para
quemar todo el gas producido en la planta.
Los quemadores son para combustóleo. Se preveé que
en el futuro solamente se queme combustóleo.
Para este calentador se construyó una chimenea de 6
ft. de D.I. y de 85 ft de altura. Es más grande de lo re
querido pero se diseñó para el caso de que se llegue a
instalar otro calentador de iguales dimensiones.
7.2.4 Especificaciones de calentador AW-F-1
Dimensiones mecánicas
longitud de tubo
tipo de flujo tubos
2 pasos 6 " diam. ced. 80
28.75 ftnúmero de tubos, en convección 32número de tubos, en radiación 32
64total:
Datos de proceso
carga normalmáxima
129,290 Lb/hr 171,960 Lb?hr
Capacidad calorífica
total 29,400,000 Btu/hr.
103
absorbida por la carga 20,000.OOOBtu/hr.eficiencia normal 6 8 %
Rapidez de transferenciaO
en la zona de radiación normal 9,750 Btu/hr. ften la zona de convención normal 3,320 Btu/hr. ft~
Exceso de aire 50°,;
caída de presión normal 75 P.S.I.caída de presión máxima 110 P.S.I.
Energía eléctrica_______110 volts______1 fase_____ 60 ciclospara iluminación 6 KW
3aire de instrumentos 35 ft /min. máx.
Combustóleo (combustible) NORMAL MAÍI3Aen el calentador AW-F-1 93 B/D 250 B/Dgas 250 ft^/mir.
7.3 Operación de las plantas estabilizadoras (dos torres estabilizadoras)
7.3.1. Bases de diseño
Fueron diseñadas dos torres estabilizadoras para *a-
nejar los productos provenientes de las dos plantas desul-
furizadoras perco RV, y AW, con capacidad de 12,000 B/D
cada una.
Estas estabilizadoras son idénticas y su objeto es
estabilizar la gasolina separando por el domo ]a fracción
104
Fueron diseñadas tornando en cuenta la posibilidad de
operar con mucho mayor carga, en el orden de 19,000 a
20,000 B/D en detrimento de fracción C4 que se perdería
por el domo de las torres y la necesaria instalación de
mayor equipo de enfriamiento.
La carga constitutida por nafta desulfurizada cambia
calor contra los fondos y entra como carga a las torres
el producto del domo es parcialmente condensado; una parte
se refluja y la extracción se vaporiza y se manda al sis
tema de gas de refinería o bien a la planta catalítica AE,
para remover el H2 S en su planta Crilbotol.
Se cuenta con un recalentador de fondos (para cada
torre) el cual es trasegado para su recirculación y para
su extracción a través de una bomba. Los fondos que salen,
son previamente enfriados y enviados como carga a las 2
torres DC5'S que existe en el área de cada una de las
plantas primarias.
El principal problema en la operación de estas torres
estabilizadoras es el hecho que cuando se trabaja a una
alta presión a fin de evitar las pérdidas de gases, la
temperatura de los fondos se acerca a la temperatura crí
tica.
C3 y ®ás ligeros, más al|o de fracción C4.
La reducción de esta presión asegura un mejor reca-
105
lentamiento perdiéndose desde luego una mayor cantidad de
gases.
Cuando hay un recalentamiento se eleva la temperatura
del domo y del fondo de la torre, habrá que bajar la pre
sión de la misma a través del control de presión, existen
te en el acumulador, esto permitirá extraer mayor cantidad
de producto del domo y enfriarán el domo y el fondo.
Inversamente, si existe una temperatura bastante hol
gada, se podrá elevar la presión tanto como sea posible.
La máxima presión de operación para estas torres, es de
350 PSig, (24.5 kg/cm2) pero la presión normal de opera
ción se calcula en 280 PSig. (19.6 kg/cm2).
Aunque se ha indicado que las dos corrientes de carga
a las estabilizadoras son iguales, pueden existir leves
diferencias sobre todo por el hecho de que la unidad perco
No. 2 cuenta con una torre repasadora que elimina la frac
ción pesada de la nafta y que puede recibir como carga,
gasolina proveniente de la planta reductora de viscosidad.
Existe una bomba para reflujo y otra para fondos en
cada torre. Se cuenta con un relevo común para cada bomba
lo que ocasiona algunos problemas de bloqueo. Se piensa
en el futuro colocar relevos separados para cada sistema.
La temperatura base del agua de enfriamiento se tornó
106
Los recalentadores de fondos SF1-F1 y AF2-F1 están
protegidos con alarma por alta temperatura, para bloquear
el combustible en caso de elevarse la temperatura de la
chimenea. Debe también contar con esta protección para el
caso de bajo flujo a dichos calentadores.
El combustible para los calentadores puede ser com
bustible o gas.
Resumen de carga y productos:
carga 11,714 B/D
Productos
gases del domo 680 #/hr
líquido del domo normalmente "cero"
gasolina estabilizada 11,625 B/D
7.3.2 Descripción del flujo.-
Siendo las dos idénticas se hará la descripción deIuna de ellas (AF2). Nafta con un peso molecular promedio
de (106) proveniente de las plantas perco y que es un pro
ducto desulfurizado.
Se considera que menos del 3% en peso lo constituyen
C3 y más ligeros.
La carga primeramente entra a través de la bomba AW-
P5 ó P5A (en la AF1, las bombas de carga son las AF1-P3
como 85°F (29.5°C)
107
58.2° API
30.8 P.M.
37.6° API
ó P3A) y pasa a los cambiadores AF2-E1A, B, C conectados
en serie, de carga VS fondos, donde se calienta de 100°F -
(37.7°C) a 380°F (193°C). Esta última temperatura es re
gistrada en el tablero de control.
La carga puede entrar a cualquiera de los platos 11,
15 ó 19.
El producto del domo pasa a dos condensadores parcia
les AF2-E3A y B conectados en paralelo.
La mayor parte se condensa y pasa al acumulador
AF2-D1 en donde las fases se separan. La presión en el
acumulador, se mantiene a través de un controlador-regis
trador de presión AF-2-PRC-1 y el gas sale al sistema de
gas combustile o a la planta catalítica sección Girbotol.
La corriente se mide a través del registrador AF-2-FR-2.
El reflujo a la estabilizadora a 95°F (35°C) se toma
del acumulador hacia la bomba AF2-P2 o su relevo AF1-P2A.
Este reflujo se maneja a control del flujo.
El recalentamiento líquido de los fondos de la torre,
a 460°F (238°C) es mandado a través de la bomba AF2-P1 o
su relevo AF1-P1A, hacia el calentador AF2-F1 y se maneja
a control de flujo por medio de la AF2-FRC2. La temperatu
ra se eleva a 490°F (254°C).
Este producto retorna abajo del primer plato.
108
El combustible para este calenador proviene del cir
cuito de aceite combustible de la U-2. La cantidad y pre
sión del aceite combustible se mantiene a través de una
válvula a control de flujo AF2-FRVC-3, en cascada con un
control de temperatura en la salida del calentador AF2-H1.
También existe provisión de gas combustible como me
dio de calentamiento.
Existe una alarma para alta temperatura, AF2-TA-1 en
los gases de chimenea que corta la provisión de gas o com
bustóleo. Esta alarma y protección, deben también funcio
nar por bajo flujo en los tubos del calentador.
La corriente de fondos de la torre estabilizadora,
a 280 psig. (19.6 kg/cm2) y 460°F (238°C) pasa a los cambiadores AF2-E1 A, B y C y se enfría hasta 205°F (96°C).
Después se enfría aun más en el enfriador AF2-E2, hasta
100°F (38°C).
La salida de fondos se controla a través de un con
trol de nivel, AF2-LC-2, cuya válvula está precisamenteldespués del enfriador.
Anteriormente esta salida de fondos pasaba a un lava
dor cáustico, el AF2-D2. Este lavabo ha sido eliminado por
ser innecesario y solamente es ussdo cuando está fuera de
operación alguna de las 2 plantas perco.
Después de este lavador de sosa se dispone de un -
109
filtro de arena, el AF2-D3 que tampoco está en uso. Des
pués de este filtro, está un medidor de flujo, el AF2-FR-3.
Relevos comunes son usados para la bomba de reflujo
de recirculación a los calentadores.
Esto ha ocasionado problemas de bloqueo en ambos sis
temas por lo que actualmente está en proceso de construc
ción la separación de circuitos para que cada sistema —
cuente con bombas independientes.
7.3.3 Requerimientos estimados de servicios auxiliares
Vapor de 250 #
Vapor de atomización
Agua de enfriamiento
enfriador de fondos AF1-E2
enfriador de fondos AF2-E2
condensador AF1-E3
condensador AF2-E3Total
Energía eléctrica
#/hrNormal
800
G.P.M.Normal
1 , 0 1 0
1 , 0 1 0
340
3402,700
440volts
3 fases normal
AFIPI bomba de fondosB.H.P.
40KW.
23.7
#/hrMáximo
1 , 2 0 0
G.P.M.Máximo
1,680
1 , 2 0 0
570
4003,850
60 ciclos conectada
KW.35.1
110
AFI-PIA relevo
AFZ-PI bomba de fondos
AFI-PZ bomba de reflujo
AFI-PZA relevo
AF2-P2 bomba de reflujo
AF1-P3 carga
AFI-P3A relevo
Aceite combustible ____
40
40
7.5
7.5
7.5
150
150
23.7
3.2
3.2
1 1 0 . 0
163.8
B / D n o r m a l
AFI-H-1
AF2-H-2
55
55
35.1
35.1
6 .6
6 . 6
6 . 6
132
132389.1
Total 110
Calentadores
Son calentados con aceite combustible o con gas. Están
equipados con alarma por alta temperatura los gases de -
chimenea lo mismo sucede por bajo flujo en la carga a di
chos calentadores.
7.3.4 Especificaciones de cada uno:
tipo de flujo
tamaño de tubo
longitud del tubo
superficie de radiación
superficie de convección
superficie total
2 pasos
6-5/8" O.D.
15' 1.5"
735 ft2
838 ft2
1,573 ft2
11 1
tamaño de chimenea (común a las
carga normal
carga máxima
carga densidad °API
cantidad vaporizada
temperatura de entrada
temperatura de salida
caida de presión máxima
capacidad total
calor absorbido por la carga
eficiencia
número de tubos
2) 5'3" diam. x 85’ alto
160.500 #/hr
194,000 #/hr
57.6
103.500 #/hr
460°F
490°F
35 psl
13,020,833 BTU/hr
9,375,000 BRU/hr
72%
60
112
El estudio económico de cualquier trabajo de ingenie
ría tiene tanta importancia como el cálculo y diseño.
Es usual que para equipos utilizados en grandes ins
talaciones, como en el caso de la industria petrolera;los
proveedores de dichos equipos no envíen cotizaciones des
glosadas al comprador, o se* que generalmente presentan
precios por unidad o equipo, haciendo que el comprador
solamente se encargue de aceptar o rechazar dicho precio
según le convenga.
8.1 Costo de equipo
(plantas perco)
El estimado del costo de un equipo, generalmente se
obtiene basándose en estadísticas de costos de equipos
similares recientemente fabricados y en el poder adquisi
tivo actual de la moneda.
Es sumamente ‘difícil obtener el costo real de un
equipo, ya que se necesitaría que el equipo que se está
estimando se fabrique en las mismas condiciones que el ---
equipo que sirvió de base por el estimado. No obstante
el estimado se acercará más a lo real cuanto más minucio
samente se analice cada una de las partes que integran
el equipo.
VIII-ASPECTO ECONOMICO
113
Para estimar el costo del equipo se considera , sola
mente las partes más importantes, ya que resultaría dema
siado laborioso analizar en detalle todas las partes del
equipo. Las partes consideradas en este estimado son las
siguientes:
a) cuerpos cilindricos
b) tapas toriesféricas 80:10
c) silletas
d) boquillas
a) Cuerpo cilindrico
El costo de los cuerpos cilindricos depende de mate
rial, diámetro, espesor y tipo de examen radiográfico.
Considérese un diámetro de 320.0 cm, con el objeto
de estar dentro de las limitaciones de fabricación para
cabezas abombadas.i
a) material: a-285-c
b) diámetro: 320.0 cm.
NOTA: todos son precios actuales y están
en pesos mexicanos.
114
TABLA I
COSTO DE CUERPOS CILINDRICOS
Espesor Costo por kg.sx se Costo por kg. si se —(mm) radiografía por — radiografía totalmente
puntos
1 1 . 1 $ 108.45 $ 121.10
12.7 105.55 118.25
14.3 104.36 115.7
15.9 104.13 115.56
17.5 103.00 113.43
19.1 102.93 113.43
b) Tapas toriesféricas 80:10
El costo de las tapas 80:10 depende del material, diá
metro, espesor y tipo de examen radiográfico.
Para el propósito de estimar el costo de las tapas
de este equipo, se tomará como base los datos enlista
dos en la tabla II y los siguientes:
a) material: A-285-c
b) diámetro: A 320.0 cm.
115
TABLA II
COSTO DE TAPAS TORIESFERICAS 80:10
Espesor Costo por tapa si se Costo por tapa si se(mm) radiografía por puntos radiografía totalmente
1 1 . 1 $ 430 925 $ 461 278
12.7 437 740 473 205
14.3 444 563 287 030
15.9 449 663 488 610
17.5 456 490 495 425
19.1 482 710 525 317
c) Silletas
Para estimar el costo de silletas, se tomará como base
los datos enlistados en la tabla III y la siguiente:
a) material : A-36 y A-7
116
TABLA III
COSTO DE SILLETAS
Costo de silletasDiámetro del recipiente (mm)
609
762
914
1 067
1 219
1 372
1 524
1 676
1 829
1 981
2 134
2 286
2 438
2 591
2 743
2 896
3 048
3 200
3 356
3 505
3 658117
($) kg.
733.12
599.20
588.80
528.20
510.95
495.70
484.07
468.17
468.17
349.42
330.80
310.05
289.57
235.92
227.12
211.05
198.50
182.05
177.67
175.55
166.87
Para estimar el costo de las boquillas, se basará --
en los datos enlistados en la tabla IV y en los siguientes:
1 .- Bridas :
a) tipo: deslizables (5.0)
b) rango: (150 #) 10.546 kg/cm2 (500°F)
c) cara: realzada (r.f.) con acabado fonógrafo
d) material: A-181-1
2.- Cuellos
a) Cedulas;
160 para boquillas de 51 mm. de diámetro y
menores
80 para boquillas de 76 a 203 mm. de diámetro
estandard para boquillas de 254 mm. de --
diámetro y menores.
d) Costo de boquillas
118
T A B L A I V
C O S T O D E B O Q U I L L A S
diámetro costo diámetro costo(mm) $ (mm) $
25 ( 1 ") 1 840 254 ( 1 0 ”) 2 1 087
38 (1 - 1 /2 ) 2 257 305 ( 1 2 ") 35 162
51 (2 ") 2 645 356 (14") 58 765
76 (3") 3 940 406 (16") 72 737
1 0 2 (4") 5 692 457 (18") 93 050
152 (6 ") 9 905 508 (2 0 ") 1 1 1 090
119
8.2 Cálculo del costo del equipo
(recipientes Percos RV, RW)
1.- Cilindricos 19 580 k g . x 104.13 = $ 20 388.65kg
como datos directos:
W cuerpo: 19 580 kg.
T espesor: 15.9 = 16 mm
Costo por kg. si se radiografía por puntos: 104.13
$/kg.
2.- Tapas = 488 610 x 2 = 977 220 $
3.- Silletas = 1 000 kg x 182.05 — = 1 820 50 $kg
4.- Boquillas.-
boquillas N-ll y N-12 (25 mm) = 2 x 1 840 $ 3 680 boquillas N-4, N-5, N-9
N-10 y N-13 (51 mm) = 5 x 2 645 = $ 13 225boquillas N-l (76 mm) = 1 x 3 940 = 3 940boquillas N- 6 (102 mm) = 1 x 5 692 = $ 5 692 boquillas N-3 y N-7 (305 mm) = 2 x 35 162 = $ 70 324
boquillas N - 8 (508 mm) = 1 x 93 050 = 93 050
boquillas N-2 (152 mm) = 1 x 9 905 = $ 9 905
costo total del recipiente perco = $ 3 399 951
Cálculo del costo de los siguientes tanques de almace
namiento :de gasolina Nova TN - 100-1d e g a s o l i n a E x t r a T E - 1 0 2 - 3
120
peso total de c/tanque = 74 081 kg.
costo actual acero A-283-c = 200 $/kg.
costo total c/tanque =£14 816 2 0 0
A continuación se proporciona un sumario de los equi
pos necesarios para el sistema de tratamiento de gasolinas
en la tabla V.
c o m o d a t o s d i r e c t o s :
121
T A B L A V
Número Nombre y material derequerido descripción tamaño construcción
recipiente perco(RV) 92 m 3
recipiente perco(AW) 92 nr
tanque de almacenamiento G-nova-TN- 100-1 480 nr
tanque de almacenamiento G-extra-TE- 102-3 480 m 3
acero al carbón A-285-C
acero al carbón A-285-C
acero al carbón A-283-C
acero al carbón A-283-C
bombas centrifugas horizontal (con motor de 7.5 H.P.) 135 gal/min. acero al bajo
carbón
bombas centrífugas horizontal (con motor de 10 H.P.) 135-150 gal/ acero al bajo
m i n . carbonobombas centrífugashorizontal (conmo- 135-150 gal/ acero al bajotor de 20 H.P) min. carbono
122
La inversión requerida de capital fijo para el sistema de tratamiento de gasolinas puede ser estimado del costo de compra de equipo.
El costo total de compra de equipo se presenta en la tabla VI y esta es la base para la estimación de la inversión fi]a de acuerdo a la tabla VII.
8 . 3 C á l c u l o d e l a i n v e r s i ó n f i j a
1 2 3
T A B L A V I
Desig- Núm. de Costo Costonación Tipo de Equipo unidades unitario total
RV recipiente perco 1 ^ 3 399 951 3 399 951 íj»AW recipiente perco 1 >' 3 399 951 3 399 951 h
TN-100-1 tanque almacenamiento gasol-nova 2 n 14 816 200 29 632 400 n
TE-102-3 tanque almacenamiento gasol-extra 2 n 14 816 200 29 632 400 n
BA-101 bomba centrífuga horizontal (conmotor 7.5 H.P.) 2 „ 54 922 109 845 <>
BA-103 bomba centrífuga horizontal (conmotor 7.5 H.P.) 2 ,» 54 922 109 845 “
BA-102 bomba centrífuga horizontal (conmotor 7.5 H.P.) 2 54 922 109 845 '■
BA-100 bomba centrífuga horizontal (conmotor 10 H.P.) 2 .. 131 527 263 055 "
BA-104 bomba centrífuga horizontal (conmotor 20 H.P.) 2 « 1 1 1 067 222 135 »
T O T A L : - ^ 6 6 8 7 9 4 2 7
1 2 4
ESTIMACION DE LA INVERSION FIJA DESGLOSADA MEDIANTE EL USO DE FACTORES
En este método se utiliza como base el costo total
del equipo instalado de proceso, el cual se multiplica por una serie de factores para estimar cada uno de los princi
pales rubros de la inversión fija.
El valor de estos factores depende del estado físico de las materias primas y productos que se manejan en la planta. En nuestro caso se manejan líquidos y gases.
1 2 5
T A B L A V I I
COSTO
1.- Costo total del equipo ^ 6 6 879 427
2.- Costo total del equipo instalado(1.15 concepto) >■ 76 911 341
3.- Transportes, seguros e impuestos(3% concepto 2) .i 2 307 340
4.- Instrumentación y control (2%concepto 2) • 1 538 227
5.- Instalaciones eléctricas (5%concepto 2) ■> 3 845 567
6 .- Edificios (no requerido)7.- Terreno (no requerido)
8 .- Ingeniería y supervisión (15%concepto 2) <■ 11 536 701
9.- Aislamiento (1% concepto 2) 769 11310.- Imprevistos (20% concepto 2) i< 15 382 268
11.- Tuberías (25% concepto 2) i. 19 227 835
Inversión fija total: $ 371 397 819
126
C o s t o d e O p e r a c i ó n
1.- Vapor de Calentamiento Costo de vapor = 61.6 $/ton.
Mv = 3990 kg/Hr = 34952 ton/año
Costo anual = 2153068 $/año
2.- Energía Eléctrica.-
Considerando que los motores que proporcionan un tal de 52.5 Hp, necesitarán 50 Kw aproximadamente con costo de 26.72 $/Kw-Hr.
Costo anual = 26.72 x 24 x 365 x 52.5 x 0.746 = 9167,242 $/año
3.- Agua de enfriamiento.—
Costo de agua de enfriamiento:
56.46 $ = 0.015056 $/kg.1 0 0 0 gals
MH2 0 = 77788800 gal/año
Costo anual = 4391956 $/año
Los costos totales anuales de operación son:
Vapor de calentamiento = 2153068 $/año
Energía eléctrica = 9167242 HA g u a d e e n f r i a m i e n t o - 4 3 9 1 9 5 6 »■
1 5 , 7 1 2 , 2 6 6 $ / a ñ o
to-un
1 2 7
C O N C L U S I O N E S
aprecia una notable mejoría en las propiedades de la gasolina comparándola con métodos de conversión de mercaptanos
especialmente con el proceso Doctor, se llega a la conclu
sión de que el proceso de extracción es de una gran efi
ciencia, ofreciendo entre otras las siguientes ventajas.
1.- No hay pérdidas de gasolina durante el tratamiento2.- Disminución en los costos de operación
3.- Gran economía en el consumo de tetraetilo de plomo4.- Si la gasolina tratada se mezcla con gasolina etili-
zada, resulta una gran afinidad y mayor número de
octano de la mezcla.5.- Si se aplica a gasolinas de aviación produce valores
en número de octano vedadas anteriormente.
6 .- Debido a la ausencia de disulfuros y polisulfuros el
producto es estable a la acción del calor y la luz.
7.- Completa recuperación de los reactivos.
8 .- Gran susceptibilidad a los inhibidores9.- Baja inversión inicial
10.- Con el sistema de tratamiento de sosas gastadas, las zonas que rodean a la Refinería "18 de Marzo" serán
beneficiados ya que se evitarán los malos olores que se respiran alrededor de él, producidos por los desechos de los hidrocarburos que se consumen en los quemadores de campo.
D e l a s c o n s i d e r a c i o n e s a n t e r i o r e s , e n l a s q u e s e
1 2 8
B I B L I O G R A F I A
.The Science of PetroleumThe Chemistry of Petroleum Derivatives
National Petroleum News
Petroleum Refiner Bowles B.O.GPA.- "Enginering Data Book”9a.ed, Gas Processors Association Oklahoma, (1977)Absortion and Extraction Sherwood T.K., Pigford R.L.2a ed., Me Grow Hill.John H. PerryManual de Ingeniero Químico.1973 quinta edeión.American Petroleum InstituteManual on disposal of Refinery WastesVol; III 1960 cuarta edición.Manual Monterrey edición 1970 de la Fundidora Monterrey.Manual de Operación de las Plantas Perco 1 y Perco 2 Refinería "18 de Marzo" Petróleos Mexicanos.La Formulación y Evaluación Técnico-económica de - proyectos industriales.Héctor F. Martínez Frías CENETI segunda edición 1978
129