Rediseño de una linea de fraccionamiento de alquilación de parafinas : Parte I, unidad de recuperación de benceno

Abstract

El Sulfonato de Alquilbenceno Lineal (Linear Alkylbenzene Sulphonate: LAS o LABS) es una sustancia que se emplea como base de la mayoría de los detergentes sintéticos utilizados a nivel mundial. Se trata de un surfactante aniónico, de gran importancia en la actualidad, debido a su gran capacidad de biodegradabilidad o descomposición en elementos químicos, inofensivos al medio, por la acción de agentes naturales. Se obtiene a partir de la alquilación de benceno con un tetrámero de propileno mediante la reacción de alquilación de Friedel-Crafts, y la introducción de un grupo sulfonato aniónico al producto obtenido, denominado como Alquilbenceno Lineal (Linear Alkylbenzene: LAB), seguido de su neutralización con hidróxido de sodio para la obtención del producto final. Una de las principales compañías proveedoras de LAS es el grupo CEPSA, con una producción anual de 80.000 toneladas métricas de esta sustancia. Las etapas de producción de LAS con las que dicha compañía cuenta son: Unifining, Molex, Pacol, Alquilación y Sulfonación. El presente proyecto se encuentra en la fase de fraccionamiento de la etapa de Alquilación para la producción de LAS, y tiene como objetivo principal el rediseño de las dos columnas de separación, destinadas a la recuperación de benceno, que actualmente operan en la refinería de la compañía CEPSA ubicada en el barrio de Puente Mayorga, San Roque (Cádiz, España). El rediseño, se basa en la sustitución de las dos columnas por una sola unidad de recuperación de benceno produciendo un ahorro de 277.431 € en material, de 5.748 € por mes en operaciones y mantenimiento, y de 213.571 € por mes en costos totales. Ésta columna recibe el producto de la unidad previa, columna de separación de ácido fluorhídrico, que contiene benceno, LAB y otros compuestos en menor proporción. Se trata de la torre inicial de la línea de fraccionamiento comprendida por tres torres de rectificación en serie. El proceso de separación se inicia al ingresar la corriente de alimentación a la columna donde se somete a energía calorífica produciendo vapor y realizándose la separación de compuestos. Una parte de la corriente de producto de cabeza de columna, condensada, retorna a ésta unidad en forma de reflujo, y la otra es el benceno recuperado que presenta una pureza del 99,97% y se dirige nuevamente al reactor de producción de LAB (Reactor de Alquilación). Esta última corriente es muy importante porque constituye un ahorro económico en materia prima de 211.524.507 € por año. Por otra parte, el producto de fondo de columna se divide también en dos corrientes, una que retorna a ésta misma columna y otra que continúa el recorrido hacia la siguiente etapa estudiada en el proyecto Parte II: Torre de rectificación de parafinas lineales. En cuanto al material y el diseño de la columna resultante, está compuesta de acero al carbono SA-285 C con un diámetro externo de 9,43 m y una altura de 22,60 m, cuenta con 30 platos perforados del mismo material, la cubierta de cabeza y cola de columna son fondos toriesféricos de tipo Klopper y está soportada mediante un faldón. El propósito de este proyecto no solamente es el ahorro económico y energético, sino también el de la preservación del medio ambiente, pues la utilización de fluidos de servicio respetuosos con el medio, como son el agua y el aire, disminuyen notablemente la contaminación ambiental.