producion de etilbenceno proyecto final.docx

7/21/2019 PRODUCION DE ETILBENCENO proyecto final.docx

http://slidepdf.com/reader/full/producion-de-etilbenceno-proyecto-finaldocx 1/13

ContenidoPRODUCION DE ETILBENCENO............................................................................1

Descripción y accesibilidad de materias primas..............................................1

1. Benceno.....................................................................................................1

. Etileno!......................................................................................................1

DE"CRIPCION DEL PROCE"O............................................................................#

Componentes del proceso...............................................................................$

"EP%R%DORE" BI&%"ICO............................................................................... $

Distribución de las Principales Secciones de un Separador..............'

Principios de la Separación.....................................................................(

Proceso de Separación.............................................................................)

Clasifcación de los Separadores............................................................)

2.3.1 Placas de choque............................................................................)

Placas alienadoras de ujo......................................................................*Eliminadores de neblina...........................................................................*

TORRE DE DE"TIL%CI+N............................................................................... ,

P!D"C#!$ DE E%#&'E$CE$!



El proceso de etilbenceno implica la reacción de benceno con etileno para-ormar el prodcto deseado etilbenceno /EB0. "in embaro2 el etileno pedetambi3n reaccionar con EB para -ormar n prodcto no deseado dietilbenceno/DEB0 si las temperatras del reactor o las concentraciones de etileno sonaltos.

Descripción ( accesibilidad de materias primas

1. 'encenoEl Benceno comercial '#' re4nado es libre de sl-ro de 5idróeno y dió6ido dea7-re2 pero contiene n m86imo de 1 ppm de tio-eno y n m86imo de 9.1':de no arom8ticos. El Benceno de rado de nitración es libre de sl-ro de5idróeno y dió6ido de a7-re.

Propiedades )*sicas+

;asa ;oleclar )* <mol

Pnto de ebllición! *9=C

Pnto de -sión! (=C

Densidad relati>a /aa ? 10! 9.**

"olbilidad en aa2 <199 ml a '=C! 9.1*

Presión de >apor2 @Pa a 9=C! 19

Densidad relati>a de >apor /aire ? 10! .)

Pnto de inAamación! 11=C

Temperatra de ato inición! $,*=C

2. Etileno+La mayor parte del etileno prodcido mndialmente se obtiene por craeocon >apor /steam crac@in0 de 5idrocarbros de re4nera /etano2 propano2na-ta y asóleo2 principalmente0. Tambi3n se obtiene el etileno a partir delre-ormado cataltico de na-tas o a partir de as natral

Tambi3n pede obtenerse en laboratorios de mica Or8nica mediante lao6idación de %lco5oles.

Caracter*sticas de Etileno

El etileno es n as e se almacena y transporta con di4cltad en condiciones

crio3nicas2 por lo e s prodcción y consmo se reali7a dentro de randescompleFos indstriales en los e se encentra interada la re4nera de tipopetromico y las plantas de prodcción de deri>ados.Es n prodcto altamente reacti>o participando en reacciones de o6idación2polimeri7ación2 5aloenación2 alilación2 etc.



Propiedades ,*sicas

;asa ;oleclar * <mol

Pnto de ebllición a 191.# @Pa! 19$=C

Pnto de -sión! 1(,.=C

"olbilidad en aa2 ml<199 ml a 1'=C! 1$

Presión de >apor2 @Pa a 1'=C! *199

Densidad relati>a de >apor /aire ? 10! 9.,*

Temperatra de atoinición! '9=C

E%#&'E$CE$!

Caracter*sticas de Etilbenceno

Es n lido inAamable2 incoloro2 de olor similar a la asolina.

El so principal del etilbenceno es para -abricar otro prodcto mico2estireno. Otros sos inclyen como sol>ente2 en combstibles2 y en laman-actra de otros prodctos micos.

Propiedades )*sicas+

&ormla moleclar C(G'CG'.

;asa moleclar! 19(. <mol

Pnto de ebllición! 1#(=CPnto de -sión! ,'=C

Densidad relati>a /aa ? 10! 9.,

"olbilidad en aa2 <199 ml a 9=C! 9.91'

Presión de >apor2 @Pa a 9=C! 9.,

Densidad relati>a de >apor /aire ? 10! #.)

Pnto de inAamación! 1*=C

Temperatra de atoinición! $#=C

ies-os de Etilbenceno

El etilbenceno pasa -8cilmente al aire del aa y selo. En el aire2 eletilbenceno se demora apro6imadamente # das en deradarse a otrosprodctos micos.



El etilbenceno pede ser liberado al aa por desaHes indstriales opor escapes de tanes de almacenaFe sbterr8neos.

En aas sper4ciales2 el etilbenceno se derada al reaccionar con otrassstancias micas e ocrren normalmente en el aa.

En el selo2 el etilbenceno es deradado por bacterias del selo.

Gay poca in-ormación acerca de los e-ectos del etilbenceno sobre la sald deseres 5manos. En ente e6pesta a altos ni>eles de etilbenceno en el aire2 lain-ormación disponible describe mareo2 irritación a la aranta y los oFos2opresión en el pec5o2 y na sensación de ardor en los oFos. El etilbenceno seabsorbe con -acilidad por >a oral o ct8nea o por in5alación. En el ser 5mano2se 5a descrito s acmlación en el teFido adiposo. El etilbenceno setrans-orma casi completamente en metabolitos solbles2 e se e6cretanr8pidamente por la orina. " to6icidad ada por >a oral es baFa.

equerimiento de calidad del producto

Pre7a! ,'.,': ;in

DESC#PC#!$ DE& P!CES!

El benceno -resco entra a n tane a na temperatra de '=C a na presión119 Pa donde tambi3n entra benceno recirclado de la primera torre de-raccionamiento a na temperatra de *=C y 999 Pa e es la corriente 12combin8ndose en el tane saliendo benceno a '*=C y 119 Pa.

;ediante na bomba se ele>a la presión de 119 Pa a 999 Pa para entrar a

n calentador donde se ele>a la temperatra a $99=C2 en la salida se me7clacon etileno -resco la corriente $ a na temperatra de '=C y na presión de999 Pa este etileno esta con impre7as como el etano2 propileno y toleno2para entrar a n reactor PBR con temperatra de #*#=C2 a la salida del reactorsale na temperatra de $$$=C casi en s totalidad el etileno reaccionó pero elbenceno e aJn est8 en abndancia por lo cal se me7cla con na corrientede etileno -resco pasando por n en-riador baFando a #*9=C2 para llear alsendo reactor para continar baFando la cantidad de benceno2 pero a s >e7todo el etileno ya -e consmido2 repitiendo la misma acción por tercera >e72en estos tres reactores se -orma dietilbenceno n prodcto indeseable paraeste proceso/di-erencia0 en la corriente 1 se me7cla con na corriente lle>ado

de otro proceso2 con benceno y etilbenceno pasa por na serie de en-riadorespara baFar la temperatra. Para leo entrar a n separador bi-8sico / 0 en esteproceso se separan impre7as tales como etano2 propileno2 toleno2 las calesson desec5adas en el separador por la corriente 1' con el etileno restante2 enla salida de corriente 1( ya solo 5ay benceno2 etilbenceno y dietilbenceno paraentrar a na torre de -raccionamiento en la cal la me7cla es calentada y por lapropiedades micas el benceno se e>apora y sale por la parte de arribaedando ya solo etilbenceno y dietilbenceno para leo entrar a na sendatorre de -raccionamiento el cal el etilbenceno sale por la parte de arriba y eldietilbenceno sale por la parte de abaFo la cal se dirie a na bomba para



amentar la presión y Fntarse con benceno recirclado de la primera torre de-raccionamiento la cal tambi3n s presión es amentada para entrar a ncalentador para ele>ar s temperatra y entrar a n carto reactor saliendona corriente 1# de donde solo lle>a benceno y etilbenceno edandoeliminado el dietilbenceno

C!P!$E$%ES DE& P!CES!

SEP//D!ES '#,/S#C!

El t3rmino separador es aplicado a na ran >ariedad de eipos sados paraseparar me7clas de dos o m8s -ases. Estas me7clas peden estar -ormadas por!na -ase >apor y na lidaK na -ase >apor y na sólidaK dos -ases lidasinmiscibles /aceite<aa0K o alna combinación de las anteriores. Losprincipios -ndamentales considerados para reali7ar la separación -sica de

>apor2 lidos2 sólidos son! el momentm o cantidad de mo>imiento de lacorriente2 la -er7a de ra>edad2 la -er7a de Aotación2 la -er7a de arrastre yla coalescencia. Todo proceso de separación pede emplear no o m8s deestos principios2 pero siempre las -ases de los Aidos deben ser inmiscibles yde di-erentes densidades para e ocrra la separación.

En la indstria del petróleo y del as natral2 n separador bi-8sico es ncilindro de acero e por lo eneral se tili7a para disrear la me7cla de5idrocarbros en ss componentes b8sicos2 petróleo y as. En otras palabras2es n eipo diseado para separar las -racciones de lido y >apor e seeneran como consecencia de la e6pansión o en-riamiento de n Aido.

%dicionalmente2 el recipiente permite aislar los 5idrocarbros de otroscomponentes indeseables como la arena y el aa2 citadas a ttlo de eFemplo.

,unciones que debe Cumplir un Separador

• Permitir na primera separación entre los 5idrocarbros2 esencialmentelido y >apor.

• Re4nar el proceso de separación mediante la recolección de partclasliidas atrapadas en la -ase aseosa2 para e>itar s arrastre con el asde salida.

• Liberar parte de la -racción de as en solción2 e an pedapermanecer en la -ase liida2 para as obtener crdo libre de aa.

•

Descarar por separado las distintas -ases a 4n de e>itar e pedan>ol>er a me7clarse.

E6isten >arios m3todos de separación2 los cales se basan en los principiossiientes!

1. Mra>edad. &er7a Centr-a /Inercia0



#. C5oe$. Precipitación Electrost8tica'. Precipitación "ónica.(. &iltración). %d5erencia*. %dsorción,. Di-sión T3rmica

En los eipos tili7ados en la indstria petrolera los principios m8stili7ados son los tres primeros! ra>edad2 inercia y c5oe.

De este amplio ni>erso de separadores2 solamente se concentrar8 laatención en los separadores as<lido2 los cales son tili7ados-recentemente en las 8reas de prodcción para separar el as del petróleo yel aa.

Distribución de las Principales Secciones de un Separador

Los separadores para poder cmplir con las -nciones y reisitos sealadosanteriormente deben poseer catro secciones principales!

Sección de Separación

En el caso de me7clas >apor lido2 la me7cla de -ases entra al separador y2 sie6iste2 c5oca con n aditamento interno bicado en la entrada2 lo cal 5acee cambie el momentm de la me7cla2 pro>ocando as na separación resade las -ases. Esta sección permite absorber la cantidad de mo>imiento de losAidos de alimentación. En ella tambi3n se controla el cambio abrpto de la

corriente2 lo e prodce na separación inicial Por este moti>o se 5acenecesario sar dispositi>os2 los cales se clasi4can en dos rpos! losdeAectores y los de tipo ciclón. Los primeros trabaFan por aitación mec8nica yse disean en -orma de placa2 8nlo2 cono o semies-era. El obFeto de losdeAectores es lorar n cambio r8pido en la dirección y en la >elocidad de lacorriente de entrada2 siendo 3sta la ra7ón predominante para e se prod7cala separación as lido en la primera sección /&i. 10.

Los de tipo ciclón -ncionan mediante -er7as centr-as. La entrada delos Aidos al separador con esta clase de mecanismos se 5ace mediante nac5imenea ciclónica. %lnas >eces en el caso de los separadores >erticales2 seintrodce el lido -or78ndolo a diriirse tanencialmente 5acia las paredesinternas del separador2 esta pr8ctica pede enerar la -ormación de n >órtice."i tal caso ocrriera.2 la nidad se edara desacti>ada y el as se ira con ellido por la parte in-erior del recipiente.



,i-ura 1Componentes internos y e6ternos de n separador 5ori7ontal

Sección de las ,uer0as raitacionalesLas -er7as de ra>edad dominan el proceso de separación. Las otas delido est8n baFo la inAencia de >arias -er7as2 siendo las principales! las-er7as de ra>edad y las oriinadas por el mo>imiento del as. La >elocidaddel as debe ser menor a la >elocidad crtica2 las -er7as dominantes son lasoriinadas por el mo>imiento del as. Por lo tanto2 cando se disea estasección es necesario tratar de obtener na >elocidad menor e la crtica.



Esto2 con el 4n de lorar e las -er7as de ra>edad 5aan caer las otas y nosean arrastradas por el as

Sección de Etracción de $eblina% se separan las minJsclas partclas de lido e aJn contiene el as2desp3s de 5aber pasado por las dos secciones anteriores. La mayora de losseparadores tili7an2 como mecanismo principal de e6tracción de neblina2 la

-er7a centr-a o el principio de c5oe. En ambos m3todos2 las peeasotas de lido son recolectados en na sper4cie2 donde son separadas de lacorriente de as en -orma de randes otas2 e leo caen en la primerasección de separación /&is 1 y 0.

Sección de /cumulación de &*quidoLos lidos separados en las secciones anteriores se acmlan en la partein-erior del separador /&i. 0. Por lo tanto2 se reiere de n tiempo mnimo deretención e permita lle>ar a cabo el proceso de separación. Tambi3n senecesita n >olmen mnimo de alimentación2 especialmente cando el AFo esintermitente. Esta sección posee controles de ni>el para maneFar los

>olJmenes de lido obtenidos drante la operación de separación.

Principios de la SeparaciónEn el diseo de separadores es necesario tomar en centa los di-erentesestados en e peden encontrarse los Aidos y el e-ecto e sobre 3stospedan tener las di-erentes -er7as o principios -sicos.

Los principios -ndamentales considerados para reali7ar la separación-sicas de >apor2 lidos o sólidos son! el momentm o cantidad demo>imiento2 la -er7a de ra>edad y la coalescencia. Toda separación pedeemplear no o m8s de estos principios2 pero siempre las -ases de los Aidos

deben ser inmiscibles y de di-erentes densidades para e ocrra laseparación.

omentum 4Cantidad de oimiento5&lidos con di-erentes densidades tienen di-erentes momentm. "i nacorriente de dos -ases se cambia brscamente de dirección2 el -ertemomentm o la ran >elocidad adirida por las -ases2 no permiten e laspartclas de la -ase pesada se me>an tan r8pidamente como las de la -aseli>iana2 este -enómeno pro>oca la separación.

,uer0a de raedadLas otas de lido se separan de la -ase aseosa2 cando la -er7ara>itacional e actJa sobre las otas de lido es mayor e la -er7a dearrastre del Aido de as sobre la ota.

CoalescenciaLas otas my peeas no peden ser separadas por ra>edad. Estas otasse nen por medio del -enómeno de coalescencia2 para -ormar otas mayores2



las cales se acercan lo s4cientemente como para sperar las tensionessper4ciales indi>idales y poder de esta -orma separarse por ra>edad.

Clasifcación de los SeparadoresDel ni>erso de separadores2 solamente se cbrir8n los separadores aslido.

Los separadores aslidos eneralmente se clasi4can por ss -ormas en

tres rpos! "eparadores >erticales.

"eparadores 5ori7ontales.

"eparadores es-3ricos.

/CCES!#!S #$%E$!S DE "$ SEP//D! /S 6 &78"#D!

Los accesorios internos de n separador son los e 5acen posible laseparación primaria de la me7cla asliido2 meForan la distribción del Aidoe entra2 disminyen la trblencia y redce el arrastre de lido por el as yel arrastre de as por el lido e sale del separador. Dentro de losaccesorios encontramos!

Placas de choqueLas placas de c5oe son tili7adas en la entrada del separador para e-ectarla separación primariaK la corriente entrante de Aido c5oca contra la sper4ciede la placa2 donde alnas peeas otas de lido se alomeran ydescienden como otas mas rande2 lle>8ndose a cabo el principio deseparación por ra>edad en el cal se apro>ec5a la -er7a ra>itatoria eactJa sobre la partcla arrastrada por el as.

Placas alienadoras de ujo%lnos eipos est8ndar se le inclyen n dispositi>o en la entrada2 -abricadocon planc5as paralelas colocadas en -orma de Fala2 para disminir lastrblencias prodcidas por la placa de c5oe2 o la -er7a centr-aresltante de na entrada tanencial.

Eliminadores de neblinaLos eliminadores de neblina peden ser mallas met8licas o pl8sticas2 sonl8minas dispestas en espiral2 en 7i 7a o calier -orma compleFa con el4n de e el Aido e pase por ella encentre el mayor nJmero obst8clos yas lore atrapar las otas de lidos e 5an sido arrastradas por el as.



Figura 2: Principios del extractor de neblina

Los siientes tipos de eliminadores de niebla son los m8s comnes!

a0 Tipo de aletas

Los eliminadores de niebla de aleta son sados para separar as de las otitasde lido arrastradas2 cando tienen n tamao de 19 micrones o mayor.;c5os -abricantes aseran n 199 por ciento de remoción de las otitas y a

mendo es comJn na aranta de arrastre e no e6cede 1#2#* l<m#. Lae4ciencia de estas nidades disminye r8pidamente con la presencia departclas de n tamao m8s peeo e 19 micrones. %n cando la aletade c5oe es na elección meFor e los eliminadores de niebla de malla dealambre2 en presencia de partclas sólidas2 la e4ciencia de la primera seredce tambi3n sbstancialmente cando se encentran partclas sólidaspeeas en la asencia de lidos. % di-erencia de las nidades de malla dealambre2 el drenaFe de lido en los eliminadores de niebla tipo aleta ocrre-era del AFo del as2 elimin8ndose el re arrastre del lido. La e4ciencia dena nidad tipo aleta depende enteramente de las con4raciones indi>idalesde la aleta2 el anc5o y pro-ndidad de los colectores de lido y el espacioentre las aletas. La cada de presión 5allada en tales nidades >aranormalmente entre '1' cm de aa2 dependiendo del tamao de la nidad.

b0 Tipo malla de alambre

Goy en da se san -recentemente los eliminadores de niebla e contienenna malla teFida de alambre. El diseo de malla de alambre2 est8 consideradocomo poseedor de na e4cacia de remoción de las m8s altas y se pre4ere a losotros tipos debido a s baFo costo de instalación. Cambiando el espesor de laalmo5adilla2 pede maneFar >arios rados de arrastre reeridos en la

operación. Un arrastre de lido menor e 1#2#* lt<m# de as pede lorarsecon n eliminador de niebla de malla de alambre debidamente diseado.Dependiendo de la operación2 tiene na cada de presión mc5o m8s baFa eel eliminador de niebla tipo aleta. Un maren de cada de presión de 2'$ '2$ cm de aa es normalmente obser>ado para >arias condiciones de carasde lido y >apor. Este tipo de eliminador de niebla est8 considerado como



altamente e-ecti>o si la >elocidad del >apor pede mantenerse entre #$2 'm<se. Una des>entaFa de las nidades tipo malla de alambre con respecto alos otros2 es e si 5ay sólidos peaFosos en la corriente de as el sistema esm8s propenso a obstrirse. %n cando el tamao y calidad del sistema demalla de alambre >ara ampliamente2 el alambre m8s comJnmente sado tiene

na densidad en masa de apro6imadamente 921, <cm# sando n di8metrode alambre de 92* mm y pro>isiones para n >olmen de 5ecos de

apro6imadamente ,* por ciento. El -abricante siempre debe ser consltadopara n diseo detallado de los eliminadores de niebla. ComJnmente se sana almo5adilla de 191' cm de espesor2 dependiendo de las condiciones deproceso2 an cando peden sarse espesores de 5asta #9 cm cando elarrastre consiste de neblinas o nieblas my 4nas.

TORRE DE DE"TIL%CI+N

&UND%;ENTO"La destilación es s -orma m8s simple2 la separación por >apori7ación de loscomponentes de na solción e reslta de na di-erencia de >olatilidad delos componentes.La destilación de mJltiples etapas2 pede ser lle>ada a cabo en na simplecolmna de pared moFada2 la cal es n cilindro >ertical sobre cyas sper4ciesinternas Ayen en contracorriente lido y >apor. % casa de s limitadasper4cie inter-acial2 la trans-erencia de masa es my limitada. Una de las-ormas de obtener na inter-ase rande consiste en lle>ar a cabo estaoperación en na torre llena de cerpos eom3tricos peeos /empae0 epermite el contacto contino e ntimo entre el lido y s >apor2 al despla7arsea tra>3s de la misma contracorriente.En la pr8ctica se tili7an ran >ariedad de materiales para empacar torres2dentro de estos se encentran! pedaceara de >idrio2 piedras porosas2 carbón2empae estrctrado2 o empae cer8mico2 entre los principales.Dentro de los empaes m8s conocidos se tienen! anillos ras5in2 anilloslessin2 anillos de partición empae tipo silla o silla intalo6 y el empaeestrctrado



DE&INICI+N

Una colmna de destilación es na estrctra cerrada en la cal se reali7a laseparación -sica de n Aido en dos o m8s -racciones. Esta separación se lorasometiendo el Aido a condiciones de presión y temperatra apropiadas a lolaro de la colmna2 de modo de lorar e las -racciones e se bscanseparar se encentren en dos estados di-erentes. La -racción m8s pesada /enestado lido0 baFa por ra>edad2 mientras e la m8s li>iana /en estado

aseoso0 sbe y se condensa en las partes speriores. De esta manera se loran ben intercambio entre ambas -ases permitiendo la e-ecti>a trans-erenciade la parte aseosa del lido e baFa a la -ase aseosa e sbe e2ialmente2 de la parte lida e peda arrastrar la -racción aseosa esbe al lido e baFa como se aprecia en la 4ra.

Este mecanismo de trans-erencia se optimi7a al ma6imi7ar la sper4cie de

contacto entre ambas -ases. En las colmnas de destilación esto se reali7amediante dos tipos de estrctras mec8nicas b8sicas! las estrctras de platoso bandeFas y las estrctras de empaes. %mbas estrctras pedenencontrarse en na misma colmna dependiendo de s diseo y tili7ación.

Estrctra de platos

En la 4ra de la derec5a se mestra n corte lonitdinal de n sector de natorre con estrctras de platos de n solo baFante. Tal como se aprecia2 losbaFantes de los platos >an altern8ndose a n lado y al otro de la torrescesi>amente obliando al lido a recorrer n laro camino 7i7aeante5acia la parte in-erior de la torre. El as se despla7a en la dirección contraria2es decir 5acia arriba2 tal como lo indican las Aec5as y pasa de n plato a lareión del plato inmediato sperior a tra>3s de nos dctos bicados en laparte acti>a de los mismos donde se reali7a el contacto entre el lido ebaFa y el as e sbe.Los dctos peden ser simples ori4cios o estrctras compestas por partesridas o mo>ibles cya -nción es aydar a impedir el despla7amiento dellido 5acia abaFo a tra>3s de los dctos2 -acilitando el transporte del as5acia arriba de modo de -or7ar el contacto as lido sobre la parte acti>a delplato. E6isten platos con dos y tres baFantes cada no2 platos de c5imeneas yotros para -nciones especiales.



Estrctra de empaes

Una 7ona de empae2 est8 compesta por n areado de peeoselementos de empae e peden ser met8licos2 cer8micos o pl8sticos y ese acmlan en na reión de la torre donde cmplen la -nción de ma6imi7arel contacto entre el lido e baFa y el as e sbe. Las 7onas empacadasse san pre-erentemente en procesos de destilación al >aco donde sereieren baFas di-erencias de presión. Esta acmlación de las peeasestrctras en la 7ona de empae pede ser ordenada o desordenadadependiendo de la -nción e deba cmplir.

Desde mediados del silo pasado los eipos m8s tili7ados indstrialmente

estaban 5ec5os de acero o de otro tipo de metal y recibieron el nombre decolmnas de recti4cación o colmnas de destilación. "e trata de n eipo econsta de n caldern o re5er>idor /en el cal se enera >apor02 na colmnacon platos o con empaes /en la cal se lle>a a cabo la recti4cación2 alponerse los >apores en contracorriente con el lido0 y n condensador /en elcal se condensan los >apores salientes del domo2 se reresa parte de eselido como reAFoQQ y se e6trae parte del mismo como n destilado oprodcto del domo02 4ra #. En estas colmnas2 la alimentación se e-ectJapor lo eneral cerca del centro de la colmna. La parte por arriba de laalimentación recibe el nombre de sección de recti4cación o de enriecimientoy la parte de abaFo sección de aotamiento.

producion de etilbenceno proyecto final.docx

Documents