Evaluación de tamices moleculares en la purificación de propileno utilizado en la producción de polipropileno

Resumen

La polimerización del propileno es una reacción que requiere de una alta calidad en las corrientes de alimentación, por lo cual es necesario remover todas las trazas de contaminantes, dichos contaminantes pueden ser: H₂O, H₂S, CO₂, COS, NH₃, PH₃ y otros hidrocarburos oxigenados como alcoholes, cetonas y éteres, etc. Una tecnología de separación efectiva y económica para la remoción de estos contaminante es el uso de los adsorbentes selectivos. En el proceso, el propileno alimentado es purificado en un sistema de adsorción con lechos fijos (D-1 A/B) para eliminar la humedad presente en el propileno, donde se utiliza como material adsorbente el tamiz molecular 4A.El propileno utilizado en planta proviene de un proceso de pirólisis de etano y propano la cual contiene impurezas como H₂O, Metanol, Metilmercaptano, etc. En el presente trabajo se evalúan los tamices moleculares 4A, 13X, OG-941 y F9, para la purificación de propileno utilizado para la producción de polipropileno. Se realizó un escalamiento del adsorbedor utilizado a nivel industrial y se diseñó un adsorbedor a escala piloto a través de un factor de escalamiento seleccionado (0,005) manteniendo la misma relación de longitudes y diámetro. Se tomaron muestras de propileno purificado con los diferentes tamices moleculares, se determinó por cromatografía las principales impurezas antes y después de pasar por los tamices moleculares. Luego se realizaron pruebas de polimerización en un reactor a escala piloto donde se evaluó el comportamiento de la actividad del catalizador con los tamices moleculares y se comparó con datos de planta para luego definir el reemplazo definitivo a nivel industrial. Se caracterizó el producto generado en el reactor para determinar si existe alguna diferencia en las propiedades principales como índice isotáctico (I.I), índice de fluidez (I.F), distribución de tamaño de partícula (DTP), masa molar promedio viscosimétrico (M_v), etc. Los resultados obtenidos del rendimiento del catalizador demuestran que los tamices moleculares 13X y F9 son los más efectivos para la remoción de los principales contaminantes presentes en el propileno. La prueba industrial realizada con el propileno purificado con el tamiz 13X reportó valores de actividad 10% superior a los valores típicos registrados con el tamiz 4A.