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
PROCESO:
• 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
Componentes
en la
alimentación
del
reactor y
sus
productos.
W
AGUA
EA
ALCOHOL
ETILICO
EL
ETILENO
DEE
DIETIL
ETER
M
PL
IPA
METANO
PROPILENO
ALCOHOL ISO
PROPILIC
O
CA
CROTON
ALDE
HIDO
DISEÑO DE PROCESOS QUIMICOS
W
EA
EL
DEE
AGUA
ALCOHOL
ETILICO
ETILENO
DIETIL
ETE
R
ESPECIE
FORMULA
H2O
CH3CH2OH
CH2=CH2
PL
IPA
CA
METANO
PROPILENO
ALCOHOL
ISO
PROPILICO
CROTON
ALDEHIDO
(C2H5)2O
CH4
CH3CH=CH2
CH3CHOHCH3
CH3CH=CHCH=
O
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
0
-114.5
-169.2
116.3
-182.5
-185.3
-89.5
T EBULL ºC
100
78.4
-103.7
34.6
-161.5
-47.7
82.4
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
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
PESO
MOLAR
ΔHvap
kcal/mol
M
Datos de propiedades físicas
159 – 160
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