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

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 m3 de etanol 190º/año Alimentación es 96% etileno, 3% propileno y 1% metano Alimentación típica es 99.996% etileno puro

DISEÑO DE PROCESOS QUIMICOS La reacción es hacia la derecha: CH2=CH2 + H20 → CH3CH2OH 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 Conversión en el reactor de 5 a 7% mol

DISEÑO DE PROCESOS QUIMICOS PROCESO (cont.): 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 Reacción secundaria: 2 CH3CH2OH → C2H5-O-C2H5 + H20 2 etanol → dietileter + agua

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 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

DISEÑO DE PROCESOS QUIMICOS PROCESO (cont): 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 La conversion a isopropano es alrededor del 10% de la de etileno

DISEÑO DE PROCESOS QUIMICOS Compo-nentes en la alimen-tación del reactor y sus produc-tos. W EA EL DEE M PL IPA CA AGUA ALCOHOL ETILICO ETILENO DIETIL ETER METANO PROPILENO ALCOHOL ISO PROPILICO CROTON ALDEHIDO

DISEÑO DE PROCESOS QUIMICOS W EA EL DEE M PL IPA CA ESPECIE AGUA ALCOHOL ETI-LICO ETILE-NO DIETIL E-TER METANO PROPILE-NO ALCOHOL ISO PROPI-LICO CROTON ALDE-HIDO FORMULA H2O CH3CH2OH CH2=CH2 (C2H5)2O CH4 CH3CH=CH2 CH3CHOHCH3 CH3CH=CHCH=O PESO MOLAR 18.02 46.07 28.05 74.12 16.04 42.08 60.10 70.09 GR. ESP. 1.0 0.789 0.56 0.708 0.609 0.785 T FUSION ºC -114.5 -169.2 116.3 -182.5 -185.3 -89.5 159 – 160 T EBULL ºC 100 78.4 -103.7 34.6 -161.5 -47.7 82.4 ΔHvap kcal/mol 539.55 204.3 115.4 121.9 104.6 159.4 A 8.10765 8.04494 6.74756 7.4021 6.61184 6.81960 6.66040 B 1750.286 1554.3 585.00 1391.4 389.93 785.00 C 235.0 222.65 255.00 273.16 266.00 247.00 132.93 Tc ºC 374.14 243.5 9.6 193.8 -82.1 91.4 235.16 Pc atm 217.6 63.1 50.7 35.5 45.8 45.4 47.02 Datos de propiedades físicas

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