tecno iii presentacion

UNIVERSIDAD AUTONOMA JUAN MISAEL SARACHO

FACULTAD DE CIENCIAS INTEGRADAS DE VILLAMONTES

TECNOLOGIA PETROQUIMICA III

Univ.: David Velásquez

ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD PARA LA IMPLEMENTACION DE UNA PLANTA DE ACRILONITRILO

INTRODUCCION:¿QUE ES EL ACRILONITRILO?

El acrilonitrilo es un líquido sintético, incoloro, de olor penetrante parecido al de la cebolla o al ajo.

PARA QUE SE UTILISA EL ACRILONITRILO El acrilonitrilo es usado como materia prima para producir

plásticos que son impermeables a los gases y son ideales para las botellas irrompibles que contienen los productos químicos y cosméticos, claras "blisters" que mantienen a las carnes frescas y los suministros médicos estériles y embalajes para muchos otros productos. Es también un componente en resinas plásticas, pinturas, adhesivos, y revestimientos El acrilonitrilo es usado para fabricar otras sustancias químicas tales como plásticos, goma sintética y fibras de acrílico

http://es.wikipedia.org/wiki/Cebolla

http://es.wikipedia.org/wiki/Ajo

INTRODUCCION:

PROPIEDADES DEL ACRILONITRILO

- Punto de ebullición: 81 ºC - Punto de fusión: -45ºC - Solubilidad en agua: miscible - Densidad (25ºC)= 0,81 g/cm3 - Presión de vapor (a 20ºC): 9,60 kPa - Punto de inflamación: 12,8 ºC - Temperatura de autoignición: 524 ºC - Viscosidad (25ºC): 0,34 cP - Peso Molecular: 53,1 g/mol

HISTORIAEn 1843 Ferdinand Redtenbacher (1809-1895) estudio el

óxido de acrinoleína con un óxido de plata acuoso y ácido acrílico isolatado. Posteriormente, Friedrich Beilstein (1838-1883) produjo ácido acrílico mediante la destilación de ácidos hidroacrílicos en 1862. La investigación continuó con los esfuerzos de Edward Frankland (1825-1899), Duppon, Schneider, Richard Erlenmeyer (1825-1909), Engelhorn, Carpary y Tollens y quien compensó los esfuerzos fue el químico francés Charles Maureu (1803-1929) quien descubrió el acrilonitrilo en 1893. Él demostró que era un nitrilo del ácido acrílico.

JUSTIFICACION Con la implementación de esta planta nos permitirá

desarrollar y adquirir nuevas tecnologías en el área de la petroquímica ya que el país se cuenta en la etapa de desarrollo de esta área.

Para la implementación de esta planta con los proyectos que se están implementando en nuestro país es posible construir ya que se tiene la materia prima, la demanda nacional y también internacional que va cada día en mayor crecimiento donde el acrilonitrilo es muy utilizado para las fibras acrílicas y el ABS.

En el ámbito económico al realizar esta planta generara durante su construcción y puesta en marcha empleos directos e indirectos y también generara ingresos económicos importantes para el tesoro general de la nación debido a su precio del producto en el mercado internacional lo permitirá el desarrollo del país y el mejoramiento de la vida del pueblo Boliviano

JUSTIFICACIONEn cuanto al impacto ambiental

el acrilinitrilo es un producto petroquímico contaminante peligroso explosivo peligroso para la salud y para el medio ambiente.

OBLETIVOOBJETIVO GENERAL: estudio de pre factibilidad para la

implementación de una planta de acrilonitrilo con el fin de obtener un producto de buena calidad y de menor costo economico

OBJETIVO ESPECIFICOS:-Diseñar los equipos principales-Realizar un estudio de mercado -Seleccionar tecnologia mas adecuada para

el proceso-Realizar un analisis de impacto ambiental

PRINCIPALES PRODUCTORES DEL MUNDO DEL “A.N.”

PRODUCCION vs DEMANDA

OFERTA vs DEMANDA

PRODUCCION vs DEMANDA

APLICACIONES DEL AN

40%

40%

10%

5%5%

FIBRAS ACRILICASRESINAS ABSACRILAMIDAOTROSHMDA

CONSUMIDORES EN AMERICA DEL SUR

40%

20%15%

24%

1%

BRASILARGENTINACHILERESTOBOLIBIA

MARCO TEORICO

MÉTODOS DE OBTENCIÓN DEL ACRILONITRILO Producción de acrilonitrilo a partir

de la cianohidrina de etileno Producción de acrilonitrilo a partir

de acetileno y ácido hidrocianhídrico

Producción de acrilonitrilo a partir de otros compuestos

Procesos futuros Proceso Sohio para la producción

de acrilonitrilo

Acrilonitrilo A Partir De La Cianohidrina De Etileno

Alemania y los Estados Unidos, fueron los primeros países que produjeron acrilonitrilo a escala industrial a principio de los años 40. que se producía a partir del óxido de etileno y el ácido hidrocianhídrico a 60ºC y un catalizador básico a escala industrial.

Una ventaja de este proceso es que genera pocas impurezas pero no era un proceso conpetitivo. Una ventaja de este proceso es que genera pocas impurezas.

Acrilinitrilo a partir de acetileno y acido hidrocianhidrico se llevaba a cabo a unos 80ºC en una disolución de

ácido clorhídrico que contenía cloruro de cobre los reactivos eran relativamente caros, y se producían algunas impurezas no deseadas que eran difíciles de eliminar y el catalizador requería de regeneraciones muy frecuentes.

utilizaron este proceso hasta 1970.

Acrilonitrilo a partir de otros compuestos Se han intentado muchos más procesos para producir

acrilonitrilo, incluyendo la nitrificación del propileno, la amoxidación de propionaldehído, o la reacción del ácido cianhídrico y el acetaldehído. Ninguno de éstos procesos ha conseguido un estatus comercial de los procesos que se han descrito anteriormente.

Procesos futuros para la producción del acrilonitrilo. Actualmente se están probando otros reactivos como

posibles alternativas a los precursores del acrilonitrilo. El etileno, el propano y el butano reaccionan con el amoníaco a elevadas temperaturas (750-1000ºC) para obtener acrilonitrilo. Algunas empresas como Monsanto, Dupont i ICI han desarrollado un proceso de amoxidación catalítica basado en el propano. El propano tiene un interés particular porque tiene una ventaja de coste con respecto al propileno. Aunque, esta diferencia de precios no es la suficiente para producir un cambio en el proceso de producción. También se han obtenido a escala laboratorio elevadas conversiones de acrilonitrilo partiendo el etileno, el ácido cianhídrico con oxígeno y un catalizador de paladio .

Produccion del acrilonitrilo por el proceso sohioCon éste proceso se puede obtener una

conversión del 85% aproximadamente de acrilonitrilo respeto al propileno

El proceso tiene lugar en un reactor de lecho fluidizado a 400-500ºC y 0.5-2 bares

Actualmente más del 90% de la producción de acrilonitrilo es llevada a cabo mediante el proceso Sohio, que parte de propileno, amoníaco y aire para producir el acrilonitrilo, usando un catalizador de Bi-Mo-O.

CH2=CH-CH3 + NH3 + 3/2 O2 CH2=CH-CN + 3 H2O

Evaluación cualitativa de los procesos del acrilonitrilo

PROCESO

COMPATIBILIDAD ECOLOGICA

COSTO REAL

RENDIMIENTO

ADECUACION DEL PROCESO

CALIDAD DEL PRODUCTO

TIEMPO DE OPERACION

CIOANOHIDRINA DE ETILENO

+ - + - + -

ACETILENO Y ACIDO HIDROCIANHIDRICO

- - + + - +

A PARTIR DE OTROS COMPUESTOS

+ - - - - ?

PROCESOS FUTUROS

- + + - + ?

PROCESO SOHIO

+ + + + + +

Evaluación cuantitativa de los procesos del acrilonitrilo

PROCESO COMPATIVILIDAD ECOLOGICA

COSTO REAL

RENDIMIENTO

ADECUACION DEL PROCESO

CALIDAD DEL PRODUCTO

PUNTUACION TOAL

CIANOHIDRINA DE ETILENO

8 4 8 2 3 25

DE ACETILENO Y ACIDO HIDROCIANHIDRICO

5 9 8 7 8 36

A PARTIR DE OTROS COMPUESTOS

4 8 2 2 1 17

FUTUROS 8 4 6 5 9 32

SOHIO 9 5 9 8 9 40

PROCESO SOHIO

Materia prima: para la producción del acrilonitrilo se necesita amoniaco, propileno y aire.

Gas Natural

AMONIACO

ACRILONITRILO

GLP PROPILENO

Fibras sintéticas Resinas sintéticasPartes automotricesTeléfonos Enseres domésticosLlantas AlfombrasExplosivosPlastificantesAdhesivosColorantes

PROPILENO

polipropileno

acrilonitrilo

óxido de propileno

fibras textiles

fibras acrílicas

plastificantes

resinas

espumapoliuretano

plásticos

Cluster delCluster delPropilenoPropileno

isopropanol

ácido acrílico

resinas

solventes

ésteres deácido acético

glicoéteres

polioles

glicoles propilénicos

Oportunidades en VeracruzOportunidades en Veracruz

solventes

especialidades

Propalen para la producción deACRILONITRILO

UBICACIÓN DE LOS COMPLEJOS PETROQUIMICOS

PROCESO SOHIOEl amoniaco se va producir mediante

el proceso haber bosh en la planta petroquímica de Carrasco Cochabamba

El propileno se producirá en la planta petroquímica mediante craqueo termico que estará ubicada en el chaco.

Estas materias primas serán utilizadas para la producción del acrilonitrilo

Diagrama PID del acrilonitrilo

Descripción del proceso SOHIO

Diagrama de bloques


Con éste proceso se puede obtener una conversión del 85% aproximadamente de acrilonitrilo respeto al propileno

El proceso tiene lugar en un reactor de lecho fluidizado a 400-500ºC y 0.5-2 bares

Actualmente más del 90% de la producción de acrilonitrilo es llevada a cabo mediante el proceso Sohio, que parte de propileno, amoníaco y aire para producir el acrilonitrilo, usando un catalizador de Bi-Mo-O.


planta de Acrilonitrilo la cual está diseñada para producir Acrilonitrilo el 85% y 8-10% de Acido Cianhídrico por año lo restante otros productos secundarios en el proceso; utilizando el proceso catalítico de la Standard Oíl Company (SOHIO), mediante propileno, amoniaco y aire como materias primas, el cual esta dividido en las secciones de reacción, recuperación, purificación, almacenamiento y tratamiento de desechos.


𝐶𝐻 𝐶𝐻𝐶𝐻 + + 3/2𝑁𝐻 𝑂2 → + 3𝐶𝐻 𝐶𝐻𝐶𝑁 𝐻2𝑂 Ésta es una reacción muy exotérmica (∆H=-123kcal/mol) que se da en fase

gaseosa sobre el catalizador. El tipo de reactor necesario es un lecho catalítico fluidizado con un sistema

de enfriamiento adecuado al alto calor liberado por la reacción. Los catalizadores utilizados en las primeras plantas industriales basadas en

el proceso Sohio estaban basados en óxidos de bismuto y molibdeno (Bi2O3·MoO3). Desde entonces se han formulado muchos otros

catalizadores que generalmente están compuestos de óxidos de metales. Aun así los mejores catalizadores de hoy en día no ofrecen un rendimiento en

acrilonitrilo mayor que un 85% debido a las pérdidas de propipelo por su combustión

El catalizador utilizado debe reunir dos condiciones: tener propiedades redox y ser multifuncional ya que el mecanismo de amonioxidación de propeno es complejo.

En primer lugar, el amoníaco es absorbido en la superficie del catalizador e


interacciona con el centro activo disfuncional de éste generando el centro deamonioxidación. En dicho centro de amonioxidación se produce la interacción con elalqueno que en este caso es el propeno. Así se forma el complejo alílico que despuésde la reordenación de los átomos se convierte en el producto acrilonitrilo y agua. Losproductos luego de desabsorben de la superficie del catalizador. El centro reducido delcatalizador se reoxida mediante el oxígeno presente formando otra vez el centroactivo bifuncional con el que interacciona el amoníaco absorbido en la superficie delcatalizador.

Para optimizar el correcto desarrollo de este mecanismo de reacción se diseña el reactor con entradas separadas para el oxigeno, amoniaco y el propileno se escoge que el oxigeno entre por la parte inferior del reactor reoxidando el catalizador en lugar de entrar en contacto directo con el propileno sin la presencia del catalizador al encontrarnos con elevadas temperaturas nos conllevaría a la combustion del propileno


Área de reacción Se dispone de un reactor tubular de lecho fluidizado en los

que se formará el acrilonitrilo a partir de propileno, amoníaco y oxígeno. el reactor se encuentra relleno de un catalizador de Bi-Mo-O. Debido al fuerte carácter exotérmico de la reacción, es muy importante tener un buen sistema refrigerante para mantener la reacción a la temperatura deseada. el reactor tiene en su interior dos ciclones dispuestos en serie para recuperar el catalizador que se escapa de la zona de reacción con los gases de salida. Éste es regenerado en la parte inferior del reactor

con el oxígeno de entrada. Una vez las materias primas entran en el reactor comienza la

reacción, que llegará a la temperatura de operación muy rápidamente debido al citado elevado carácter exotérmico de la reacción.

Área de purificación del producto i obtención de sub-productos

El corriente de salida del reactor, que se encuentra a unos 470ºC es primeramente enfriado en un intercambiador de calor a 200ºC para entrar en un quench que, mediante la adición de una corriente de ácido sulfúrico y agua, neutralizará el amoníaco que no haya reaccionado, obteniendo una corriente por colas formada principalmente por sulfato de amonio, que será mandado a un cristalizador de triple efecto . Así se obtendrán cristales de sulfato de amonio como sub-producto, que será enviado mediante un transporte neumático con nitrógeno a un área, donde se almacenará en silos.


La fase gaseosa proveniente de los Quench se enfría en los intercambiadores de calor con el objetivo de condensar los componentes pesados y mantener en fase gaseosa los gases no condensables y los componentes volátiles. A continuación estas corrientes se juntan y se introducen en el separador Bifásico El objetivo de la introducción de este equipo en la línea del proceso es enviar al Absorbedor únicamente los componentes más ligeros y los gases no condensables en vez de enviar toda la corriente proveniente de los Quench. Con ello se logra tratar un caudal menor en el absorbedor, reduciendo las dimensiones de este equipo y operando en condiciones óptimas.


el absorbedor , que se encargará de eliminar los componentes más ligeros (CO2, CO, N2, propileno, otros hidrocarburos que se puedan haber formado en reacciones secundarias

que abandonarán el absorbedor por la parte superior en forma de gas y serán enviados al area de tratamiento antes de ser expulsados a la atmósfera

La corriente que abandona el absorbedor por la cola será mezclada con la corriente líquida obtenida del separador bifásico. Esta corriente resultante será introducida en una torre de destilación de platos. La importancia de esta torre radica principalmente en la separación de grandes caudales de agua y la mayor parte de acrilonitrilo de la corriente.

APLICACIONES cabe destacar las fibras acrílicas como la mayor

aplicación, seguida por las resinas ABS, el adiponitrilo o las resinas SAN, usadas en las resinas ABS

Las fibras acrílicas se usan principalmente para la fabricación de prendas de vestir y para la fabricación de muebles. Éstas fibras consumen aproximadamente el 40% de la producción mundial de acrilonitrilo

Como segundo uso mayoritario cabe destacar la producción de resinas ABS (acrilonitrilo, butadieno, estireno), que sirven para la fabricación de componentes de automóviles

GRACIAS

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