Proyecto Reactores 1 Actividad

Proyecto de clase - Producción Industrial de Cumeno por  alquilación de benceno y propileno catalizado por Zeolita ITQ2 Ingeniería de Reactores Químicos Pro!esor "le#andro $olina %acultad de minas &ni'ersidad (acional de Colombia )ede $edellín

Nombres: Mayra Alejandra , Daniela Herrera Rosero , Leandro Ramirez Ocampo , Nicolás scobar Diaz maa"rancom#$#nal%ed#%co, d*erreraro+unal,edu,co leramirezoc$#nal%ed#%co  naescobard+unal,edu,co. 1

2

3

!

2 



Ingeniería Química,

&ebrero 13, 2'1(%  )))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))) ))))))  Descripción del proceso

Resumen

l proyec*o consis*e en proponer #n dise+o de #n reac*or, para el proceso de prod#ccin de isopropilbenceno -./0, más conocido como c#meno, a *ras de la eal#acin de los paráme*ros necesarios para 4#e se llee a cabo el proceso de prod#ccin y de es*a "orma, ele5ir el reac*or 4#e más "aorece las condiciones de operacin% Descripción de materias primas

l benceno es #n 6idrocarb#ro 6idrocarb#ro de #na m#y al*a ersa*ilidad ersa*ilidad debido a s# 5ran ariedad de #sos y aplicaciones% s #no de los mejores disolen*es para dis*in*os elemen*os y en compa+7a de 5rande 5randess can*id can*idade adess de 5asolin 5asolina, a, mejora mejora acep*a acep*ablem blemen* en*e e los comb#s comb#s*ib *ibles les debido debido a s# al*o al*o con*enido de carbono% s l74#ido, incoloro y de olor d#lce, m#y olá*il y es posible sin*e*izarlo *an*o ind#s*rialmen*e como na*#ralmen*e% 819 /or o*ra par*e, el propileno es #n 5as comb#s*ible de *ipo in"lamable no *ico, prod#c*o de la re"inacin de la 5asolina, 4#e se ob*iene separándolo por des*ilacin a baja *empera*#ra% s*e comp#es*o es m#y #*ilizado como re"ri5eran*e, ma*eria prima para la prod#ccin de plás*ico y *elas de #so co*idiano% s #no de los comp#es*os más #*ilizados a niel ind#s*rial en *odo el m#ndo, debido a la amplia 5ama de prod#c*os 4#e es posible sin*e*izar a par*ir de l% 829 La prod#ccin comercial de c#meno se llea a cabo a *ras de #na al4#ilacin de benceno y propileno, ca*alizada por zeoli*a, #n comp#es*o de al#minosilica*os cris*alino% s*e mineral ampliamen* ampliamen*e e #*ilizado #*ilizado en dis*in*as dis*in*as operaciones -Adsorcin, -Adsorcin, .n*ercamb .n*ercambio io .nico y en ca*álisis de reacciones con molc#las or5ánicas, en las c#ales ac*;a de "orma m#y diersa y ay#da a 4#e el proceso "7sico o 4#7mico se llee a cabo, debido a la "acilidad con la c#al p#ede 6idra*arse y des6idra*arse de "orma reersible y a s# es*r#c*#ra in*erna espec7"ica s*e mineral p#ede es*ar comp#es*o mayori*ariamen*e por s7lice, al#minio, 6idro5eno y oi5eno dependiendo del *ipo de ipos de HNOLO M*odo D>H  A00 L#mm#s 5lobal 829 >odos los m*odos mencionados an*eriormen*e coinciden en los re4#erimien*os de las ma*erias primas, en es*e caso benceno y propileno, #*ilizando proporciones aproimadas de '%=B para el benceno y '%3B para el propileno por *onelada de c#meno prod#cido% As#miendo #na conersin de CCK% #resión ! temperatura

Los paráme*ros de operacin de la plan*a es*án dados por los si5#ien*es alores de *empera*#ra y presion: /: 2B bares >in: 3='P >o#*: !2P

/ropiedades *ermodinámicas relean*es  A con*in#acin, se presen*an las propiedades *ermodinámicas más impor*an*es de los comp#es*os inol#crados en la prod#ccin de c#meno% 

0enceno  /ropiedad

Qalor

 

/eso molec#lar 8E5Emol9

(,11

/#n*o de "#sin 8P9

B,B3

/#n*o de eb#llicin 8P9

(','C

Densidad 8E5m39

((,C

a 2BP

/resin de apor8E/a9

12,=

a 2BP

>ensin s#per"icial 8mNm9

2(,2

a 2BP

Qiscosidad 8m/a%s9

',=

a 2BP

>empera*#ra cr7*ica 8P9

2(C,1

/resin cr7*ica 8E/a9

!,(C1'S3

Qol#men cr7*ico 8-m3mol9

2,BC 1'S@!

alor de "ormacin -5as 8Ejmol9

(2,C3

-li4#ido

!C,'(

alor de comb#s*in 8Ejmol9

3,2 1'S@3

alor de "#sin 8Ejmol9

C,(

alor de aporizacin 8Ejmol9

33,(C

a 2BP

ol#bilidad 8E51''E5 H2O9 8LL de disolen*e9 ',1(

a 2BP

Tndice de re"rac*iidad 8nD9

a 2BP

1,!C

>abla 2% /ropiedades 0enceno% &#en*e: 839  /ropileno  /ropiedad

Qalor  

/eso molec#lar 8E5Emol9

!2,'(

/#n*o de "#sin 8P9

@1(B,1

/#n*o de eb#llicin 8P9

@!,=

Densidad 8E5m39

=,12 1'S@! a @B'P

>empera*#ra cr7*ica 8P9

C2

/resin cr7*ica 8E/a9

!=''

Qol#men cr7*ico 8-m3mol9

1,(1 1'S@!

alor de "ormacin -5as 8Ejmol9 2',!2 alor de aporizacin 8Ejmol9

1(,!1

a 2BP

ol#bilidad 8LL de disolen*e9

!!,=

A5#a

12B'

*anol

B2!,B

Ucido ac*ico

Tndice de re"rac*iidad 8nD9

1,3B

ompresibilidad cr7*ica

',2

>abla 3% /ropiedades /ropileno% &#en*e: 839 

Diisopropilbenceno  /ropiedad

Qalor  

/eso molec#lar 8E5Emol9

1=2

/#n*o de "#sin 8P9

@1=,!

/#n*o de eb#llicin 8P9

21',1

Densidad 8E5m39

(,BB 1'S@! a 2BP

/resin de apor8E/a9

B2,!

a 2BP

Qiscosidad 8m/a%s9

1,1C

a 2BP

>empera*#ra de a#*oi5nicin 8P9 !13 >abla !% /ropiedades Diisopropilbenceno% &#en*e: 839 

#meno  /ropiedad

Qalor  

/eso molec#lar 8E5Emol9

12',2

/#n*o de "#sin 8P9

@C=,'3

/#n*o de eb#llicin 8P9

1B2,3C

Densidad 8E5m39

(,C 1'S@! 'P (,=2 1'S@! 2'P (,!B 1'S@! !'P

/resin de apor8E/a9

Qiscosidad 8m/a%s9

1

3BP

1C

1''P

3

12'P

=(

1!'P

1(B

1('P

(,C 1'S@! 'P (,=2 1'S@! 2'P (,!B 1'S@! !'P

>empera*#ra cr7*ica 8P9

3B1,!

/resin cr7*ica 8E/a9

322'

alor de 8Ejmol9

"ormacin

-l74#ido @','!!

alor de comb#s*in 8Ejmol9

!3,3

alor de aporizacin 8Ejmol9

',3=

>empera*#ra de a#*oi5nicin 8P9

B23

Tndice de re"rac*iidad 8nD9

1,!C

a 2BP

a 2BP

>abla B% /ropiedades #meno% &#en*e: 839

D. Consideraciones sobre sostenibilidad ambiental /ara la prod#ccin en #meno, es necesario *ener en c#en*a los cambios de *empera*#ra de los comp#es*os en dis*in*os p#n*os del proceso y s# i mpac*o al ambien*e en caso de ser li berados% 

Benceno:  L74#ido olá*il a > y / ambien*al, omp#es*o Or5ánico Qolá*il -QO%

>ico en al*as concen*raciones, prod#ce arri*mia cardiaca, as"iia, omi*o, da+os en la md#la sea y problemas 6ema*ol5icos -le#cemia% n la a*ms"era, "orma comp#es*os de Ozono y *iene #na ida media de 1 d7as% e5;n el ar*7c#lo B de la Resol#cin ='1 de 2''=, es posible emi*ir 6as*a BV5m 3 con #n *iempo de eposicin an#al% 8=9 Debido a es*o, es posible considerar s# re#*ilizacin en el proceso prod#c*io recirc#lándolo% 

Cumeno:  L74#ido olá*il a > y / ambien*al, omp#es*o Or5ánico Qolá*il -QO y prod#c*o

de in*ers primario% 

D$#B: L74#ido a > y / ambien*al, omp#es*o Or5ánico Qolá*il -QO% Los resid#os 4#e no

6ayan reaccionado es posible enderlos, para s# #*ilizacin en procesos de "abricacin de pol7meros o l#brican*es% 

#ropano: as en can*idades bajas -p#ede encon*rarse como imp#reza en la corrien*e de

en*rada del benceno, se considera iner*e para el proceso y p#ede ser liberado a la

a*ms"era% # ida media en la a*ms"era es de 1! d7as% Al*era al sis*ema nerioso cen*ral y prod#ce somnolencia, prdida de conciencia, a eposicin al*a -W'%1K 

#ropileno : as en can*idades al*as en corrien*es de en*rada, posee los mismos e"ec*os

4#e el propano a al*as concen*raciones% .mpac*o ambien*al bajo, ida media en la a*ms"era de 2= d7as% 8(9 0.0L.ORA&TA 819 D.XO  ON>ROL D FN /ROO D /RODF.ON D FMNO% Fniersidad /oli*ecnica de Madrid% Disponible en: 6**p:oa%#pm%es!B2B1>&)R.>.NA)R/O)RAMO%pd"  829 Apar*ado 1% speci"icaciones del proyec*o% NLON ==% Fniersidad A#*onoma de 0arcelona% Disponible en: 6**ps:ddd%#ab%ca*p#b*"52'1B133!!=>&)Arrol)par*'1%pd"  839 >6e proper*ies o" 5ases and li4#ids%0r#ce % /olin5, Io6n M% /ra#sni*z, Io6n /% OYonnell 8!9 L#na la#ra, arac*er7s*icas y propiedades del propileno, 2'11% Disponible en: 6**ps:es%scribd%comdoc#men*2!B3323=arac*eris*icas@y@/ropiedades@Del@ propileno 8B9 ibele 0% % /er56er, QALFA.ZN D LA >RF>FRA /OROA D LO MA>R.AL MM@22, MM@3=  .>?@2 M/LANDO L >> A>AL.>.O DL N@DANO, ?#im% Noa, Qol% 2=, No% =, (2(@(31, 2''3% 8=9 c#red, 0eceno, 2'1(% Disponible en: 6**ps:JJJ%ec#red%c#0enceno 89-2'13 lobal #mene MarEe* Researc6 Repor* 8(9 Minis*erio de ambien*e, iienda y desarrollo *erri*orial, Resol#cion ='1 de 2''= 6**p:JJJ%minambien*e%5o%coima5esnorma*iaappresol#cionesBC@Resol#ciK3K03n K2'='1K2'deK2'2''=K2'@K2'calidadK2'delK2'aire%pd"  8C9 QALFA.ZN D LA >RF>FRA /OROA D LO MA>R.AL MM@22, MM@3=  .>?@2 M/LANDO L >> A>AL.>.O DL N@DANO, ibele 0% % /er56er  6**p:JJJ%scielo%brpd"K'D4n2=n=a'C2=n=%pd"  81'9 /RODF.ZN D FMNO Andrs Ar5#medo, Ge7n Leal, Na*alia Nari+o, Maydelly as*a+eda, orman