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UNIVERSIDAD RAFAEL LANDIVAR FACULTAD DE INGENIERIA CARRERA DE INGENIERIA QUIMICA PROCESOS QUIMICOS INDUSTRIALES SESION 2 GUATEMALA, PRIMER CICLO 2006.

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1 UNIVERSIDAD RAFAEL LANDIVAR FACULTAD DE INGENIERIA CARRERA DE INGENIERIA QUIMICA PROCESOS QUIMICOS INDUSTRIALES SESION 2 GUATEMALA, PRIMER CICLO 2006

2 DISEÑO DE PROCESOS QUIMICOS ESTUDIO DE CASO: PROCESO DE CONVERSION DE ETILENO A ALCOHOL ETILICO CONTEXTO : –Desecho de 75 millones de kg/año de etileno –Venta de 150,000 m 3 de etanol 190º/año –Alimentación es 96% etileno, 3% propileno y 1% metano –Alimentación típica es % etileno puro

3 DISEÑO DE PROCESOS QUIMICOS PROCESO: La reacción es hacia la derecha: La reacción es hacia la derecha: CH 2 =CH 2 + H 2 0 CH 3 CH 2 OH Etileno + agua etanol Proceso basado en el uso de alta temperatura (535 ºK to 575 ºK) y alta presión (alrededor de 69 bar) en un reactor no-catalítico homogéneo Proceso basado en el uso de alta temperatura (535 ºK to 575 ºK) y alta presión (alrededor de 69 bar) en un reactor no-catalítico homogéneo Conversión en el reactor de 5 a 7% mol Conversión en el reactor de 5 a 7% mol

4 DISEÑO DE PROCESOS QUIMICOS PROCESO (cont.): Relación teórica de agua a etileno en la alimentación tan grande como 4 a 1 Relación teórica de agua a etileno en la alimentación tan grande como 4 a 1 Relación a utilizar de 0.6 a 1 para baja conversión y bajos flujos Relación a utilizar de 0.6 a 1 para baja conversión y bajos flujos Reacción secundaria: Reacción secundaria: 2 CH 3 CH 2 OH C 2 H 5 -O-C 2 H 5 + H CH 3 CH 2 OH C 2 H 5 -O-C 2 H 5 + H etanol dietileter + agua

5 DISEÑO DE PROCESOS QUIMICOS PROCESO (cont): Proceso basado en el uso de alta temperatura (535 ºK to 575 ºK) y alta presión (alrededor de 69 bar) en un reactor no-catalítico homogéneo Proceso basado en el uso de alta temperatura (535 ºK to 575 ºK) y alta presión (alrededor de 69 bar) en un reactor no-catalítico homogéneo Mantener la fracción molar del metano en la alimentación menor al 10% para prevenir coking Mantener la fracción molar del metano en la alimentación menor al 10% para prevenir coking El exceso de agua en el reactor sirve para: favorecer la primera reacción y amortiguar la segunda reacción El exceso de agua en el reactor sirve para: favorecer la primera reacción y amortiguar la segunda reacción

6 DISEÑO DE PROCESOS QUIMICOS PROCESO (cont): El proceso produce trazas de un aldehído de cuatro carbonos, croton aldehído, considerado desecho El proceso produce trazas de un aldehído de cuatro carbonos, croton aldehído, considerado desecho El propileno presente en la alimentación reacciona con el agua para formar isopropano El propileno presente en la alimentación reacciona con el agua para formar isopropano La conversion a isopropano es alrededor del 10% de la de etileno La conversion a isopropano es alrededor del 10% de la de etileno

7 DISEÑO DE PROCESOS QUIMICOS Compo- nentes en la alimen- tación del reactor y sus produc- tos. Compo- nentes en la alimen- tación del reactor y sus produc- tos. WEAELDEEMPLIPACA AGUAALCOHOL ETILICO ETILENODIETIL ETER METANOPROPILENOALCOHOL ISO PROPILIC O CROTON ALDE HIDO

8 DISEÑO DE PROCESOS QUIMICOS Datos de propiedades físicas Datos de propiedades físicas WEAELDEEMPLIPACA ESPECIEAGUA ALCOHOL ETI- LICO ETILE- NO DIETIL E- TE R METANO PROPILE- NO ALCOHOL ISO PROPI- LICO CROTON ALDE- HIDO FORMULA H2OH2OCH 3 CH 2 OHCH 2 =CH 2 (C 2 H 5 ) 2 OCH 4 CH 3 CH=CH 2 CH 3 CHOHCH 3 CH 3 CH=CHCH= O PESO MOLAR GR. ESP T FUSION ºC – 160 T EBULL ºC ΔHvap kcal/mol A B C Tc ºC Pc atm

9 UNIVERSIDAD RAFAEL LANDIVAR FACULTAD DE INGENIERIA CARRERA DE INGENIERIA QUIMICA FIN SESION 2 GUATEMALA, PRIMER CICLO 2006


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