Alquilación

La alquilació n combina las molé culas de las olefinas producidas en el craqueo catalítico con las de isoparafinas para aumentar el volumen y octanaje de las mezclas de gasolina. Las olefinas reaccionan con las isoparafinas en presencia de un catalizador muy activo, por lo general á cido sulfú rico o á cido fluorhídrico (o cloruro de aluminio) para crear una molé cula parafínica de cadena ramificada larga, denominada alquilato (isooctano), con excepcionales cualidades antidetonantes. A continuació n, el alquilato se separa y se fracciona. Las temperaturas de reacció n, relativamente bajas, de 10 C a 16 C para el á cido sulfú rico, 27 C a  C para el á cido fluorhídrico y  C para el cloruro de aluminio, se controlan y mantienen mediante refrigeració n (vé ase la Figura 78.13).

Procesos de combinación

Se utilizan dos procesos de combinació n, la polimerización y la alquilación, para unir entre sí pequeñ as molé culas deficitarias en hidrógeno, denominadas olefinas, recuperadas del craqueo té rmico y catalítico, con el fin crear materiales de mezcla de gaso- linas de má s valor.

Hidocraqueo Salud y seguridad

La inspecció n y verificació n de los dispositivos de seguridad son importantes debido a las muy altas presiones que se producen en este proceso. Es necesario un control adecuado del mismo como protecció n contra el taponamiento de los lechos del reactor. Debido a las temperaturas de la operació n y a la presencia de hidró geno, hay que reducir estrictamente al mínimo el contenido de á cido sulfhídrico de la carga para reducir el riesgo de que se produzca una corrosió n intensa. Tambié n deberá tenerse en cuenta la posibilidad de corrosió n por dió xido de carbono hú medo en las zonas de condensació n. Cuando se procesan cargas con alto contenido de nitró geno, el amoníaco y el á cido sulfhídrico forman bisulfuro amó nico, que provoca fuerte corrosió n a temperaturas inferiores al punto de rocío del agua. El bisulfuro amó nico tambié n se encuentra en la eliminació n del agua amarga. Como la unidad de hidrocraqueo trabaja a presiones y temperaturas muy elevadas, es importante el control de fugas de hidrocarburos y de emanaciones de hidró geno para evitar incendios.
Al tratarse de un proceso cerrado, en condiciones de trabajo normales las exposiciones son mínimas. Existe riesgo de exposi- ció n a nafta alifá tica que contenga benceno, HAP cancerígenos, emisiones de gases y vapores de hidrocarburos, gas rico en
hidró geno y á cido sulfhídrico, como consecuencia de fugas a alta presió n. Durante la regeneració n y el cambio de catalizador se desprenden grandes cantidades de monó xido de carbono. La absorció n y regeneració n de catalizador con vapor crea corrientes de residuos que contienen agua amarga y amoníaco. Al manipular catalizador agotado deben utilizarse mé todos de trabajo seguros y equipos de protecció n personal adecuados. En algunos procesos, se requiere actuar con precaució n para que no se formen concentraciones explosivas de polvo catalítico durante la recarga. La descarga de catalizador coquizado requiere precauciones especiales para evitar incendios inducidos por sulfuro de hierro. El catalizador coquizado debe enfriarse hasta una temperatura inferior a 49 C antes de su descarga, o colo- carse en recipientes inertizados con nitró geno hasta que se le enfríe.

Cuantificación del riesgo de explosión

Las explosiones se producen generalmente en equipo cerrado, por lo que se han realizado varios ensayos en equipos de labora- torio diseñ ados especialmente. Aunque los polvos parezcan similares, no deberían utilizarse los resultados publicados, ya que unas pequeñ as diferencias entre ellos pueden significar que poseen características distintas de explosión.
Es posible definir el riesgo de explosión mediante diversas pruebas realizadas con polvos; entre éstas se hallan las descritas a continuación. La prueba de clasificació n determina si una nube de polvo
puede iniciar y propagar llamas (Ebadat 1994). Los polvos con estas características se consideran polvos de Clase A; los que no arden, se incluyen en la Clase B. Los polvos de Clase A nece- sitan despué s má s ensayos para evaluar su potencial de explosión
y riesgo.
La prueba de energía mínima de ignició n define la energía de chispa mínima necesaria para la ignición de una nube de polvo (Bartknecht 1989; Garzia y Senecal 1996).
En el aná lisis de la gravedad de la explosió n, los polvos del Grupo A se someten a una prueba posterior en la que se intro- ducen en forma de nube de polvo en una esfera, donde la presió n se mide durante una explosió n de ensayo basada en la energía mínima de ignició n. Se define la presió n má xima de explosió n junto con el gradiente de presió n (variació n de la presió n por unidad de tiempo). A partir de esta informació n se determina el valor característico específico de la explo- sió n (Kst) en bar metros por segundo y se define la clase de explosió n (Bartknecht 1989; Garzia y Senecal 1996):

Polvos

La manipulació n de polvos en el equipo de procesado de só lidos constituye un motivo de preocupació n debido a la posibilidad de incendio o explosiones. La explosió n de un equipo puede hacerlo traspasar una pared o cierre como resultado de la presió n gene- rada, y enviar una onda de presión y fuego al á rea de trabajo. Los trabajadores pueden correr peligro, y el equipo adyacente recibir impactos fuertes con efectos drásticos. El polvo suspendido en el aire o en un gas con oxígeno y en un espacio confinado en ocasiones explota si hay presente una fuente de ignició n con energía suficiente. En la Tabla 77.9 se presentan algunos ambientes explosivos típicos de los equipos.
Una explosió n produce calor y la expansió n rá pida del gas (aumento de presión) y generalmente produce deflagració n, que es un frente de llama que se desplaza rá pidamente pero a una velocidad menor que la del sonido para estas condiciones. Cuando la velocidad del frente de la llama es mayor que la velo- cidad del sonido o es una velocidad supersó nica, la condició n se denomina detonació n, que es má s destructiva que la deflagra- ció n. La explosió n y la expansió n del frente de la llama ocurren en milisegundos y no dan tiempo suficiente para las respuestas está ndar del proceso. En consecuencia, deben definirse las características de los posibles incendios y explosiones para determinar los riesgos que existen en las distintas etapas del tratamiento (CCPS 1993; Ebadat 1994; Bartknecht 1989; Cesana y Siwek 1995). Así pues, esta informació n puede servir de base para la instalació n de controles y la prevenció n de explosiones.

Riesgos para la salud

Un motivo de inquietud importante con respecto a las bombas es el drenaje y rociado de la bomba para su mantenimiento o repa- ració n. El drenaje o purgado y la retirada incluyen el fluido del proceso y del amortiguador. Estos procedimientos requieren la descarga de todos los fluidos en un sistema de drenaje de cone- xió n cerrada. En el manguito prensaestopas de la bomba en el que el manguito aislador separa el propulsor del prensaestopas, el manguito actú a como un aliviadero, ya que recoge parte del líquido. Las salidas de alivio del manguito o del drenaje del prensaestopas permiten la eliminació n completa del líquido del proceso mediante drenaje y rociado. En el caso de fluidos amorti- guadores, debería existir un método para drenar todo el fluido del á rea de sellado dual. El mantenimiento requiere la eliminación del precinto y, si el volumen no se drena y rocía completa- mente, los precintos pueden suponer una fuente de exposició n durante la reparación.

Sellado (II)

En caso de fluidos altamente tó xicos se instalan con frecuencia bombas sin fugas o sin precintos, hermé ticas o magné ticas. El período de servicio operativo o el tiempo medio entre operaciones de mantenimiento ha mejorado notablemente y, en general, varía entre tres y cinco añ os. En estas bombas, el fluido del proceso es el fluido lubricante para los cojinetes del rotor. La vaporización del fluido interno afecta adversamente a los cojinetes, y a menudo hace necesaria su sustitució n. Las condiciones del líquido en las bombas pueden mantenerse siempre que la presió n interna en el sistema de cojinetes sea mayor que la presió n de vapor del líquido a la temperatura de trabajo. Al reparar una bomba sin sellado, es importante drenar por completo un material de volatilidad relativamente pequeña bajo la supervisió n del proveedor. En las bombas centrífugas típicas el empaquetamiento se ha sustituido por precintos mecá nicos, que se clasifican en general en sencillos y duales, y entre é stos ú ltimos, tá ndem o dobles. Existen otras combinaciones de precintos duales, pero no se utilizan tanto. En general, los precintos mecá nicos tá ndem o dobles con fluidos amortiguadores de líquido entre los precintos se instalan para reducir las fugas del precinto. El American Petroleum Institute (API 1994) publicó normas en materia de precintos mecá nicos para las bombas centrífugas y rotativas, en las que se incluían la especificació n e instalació n de precintos mecá nicos simples y duales. Actualmente existe una guía de apli- caciones de precintos mecá nicos muy ú til para evaluar los distintos tipos de precinto (STLE 1994).
A fin de prevenir un exceso de fugas o hinchamientos a causa del fallo de un precinto, se instala un casquillo prensaestopas detrá s del precinto. Puede haber un fluido de chorro del pren- saestopas para trasladar la fuga a un sistema de drenaje cerrado
(API 1994). El sistema prensaestopas no es un precinto completo, por lo que se dispone de sistemas de sellado auxiliar, como manguitos aisladores. Estos está n instalados en el casquillo que controla las fugas excesivas a la atmó sfera o el hinchamiento del precinto (Liton y Lynch 1994). El diseñ o de estos precintos no está pensado para un funcionamiento continuo; tras su acti- vació n funcionan durante dos semanas, dando tiempo para cambiar las bombas o realizar ajustes en el proceso.
Existe un sistema de sellado mecá nico má s reciente que reduce esencialmente las emisiones a cero. Se trata de un sistema mecá nico doble con un sistema amortiguador de gas que sustituye el amortiguador líquido del sistema de sellado mecá - nico dual (Fone 1995; Netzel 1996; Adams, Dingman y Parker 1995). En los sistemas de amortiguació n líquidos, las caras del precinto está n separadas por una película lubricante extremadamente delgada de fluido amortiguador ,que tambié n enfría las caras del precinto. Aunque está n ligeramente sepa- rados, existe cierto contacto frontal que da lugar al deterioro del precinto y al calentamiento de la cara del precinto. Los precintos de gas se llaman precintos sin contacto, ya que una cara del precinto con muescas curvas bombea gas a travé s de las caras del precinto y forma una capa o dique de gas que separa completamente dichas caras. Esta falta de contacto concede una vida muy larga al precinto al par que reduce la pé rdida por fric- ció n, lo que hace que disminuya considerablemente el consumo de energía. Debido a que el precinto bombea gas, el flujo al proceso y a la atmó sfera es muy pequeñ o.