Dietilenglicol a partir de oxido de etileno

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TRABAJO DISEÑO REACTORES

DIETILENGLICOL

Entre los mas importantes productos derivados del oxido de etileno se encuentra el etilenglicol. Hace años se le obtenía por saponificación de la clorhidrina etilenica o del cloruro de etileno. Desde que el oxido de etileno se ha convertido en un producto de la gran industria, se parte de el para la fabricación del glicol, ya que reacciona con elagua para formarle. Para transformar el oxido de etileno en glicol se mezcla en un mezclador agua y oxido de etileno, de modo que se forme una solución de a lo sumo el 20%. La reacción es exotérmica.

APLICACIONES

El glicol se utiliza en grandes cantidades para la preparación de soluciones anticongelantes. Una solución acuosa de 25% de volumen de glicol no empieza a helarse hasta los -13°C.Con 35% en volumen de glicol se consigue que no se congele hasta los -21°C y con el 45% en volumen hasta los -32°C.

El glicol se convierte también en eteres y esteres. De los últimos ha adquirido importancia el terylene. El glicol, como alcohol divalente, se combina con el acido tereftalico bibásico (acido benceno-1,4-dicarboxilico) por los dos extremos de la molecula, formando esteresPROBLEMA DE DISEÑO DE REACTORES

Se desea obtener Dietilenglicol a partir de oxido de etileno debido a que una compañía desea realizar un contrato de compra con nuestra empresa. Escoger y diseñar el reactor en el cual se llevara a cabo el proceso. Controlar la concentración final del producto deseado de manera que se pueda manipular el flujo de entrada del Oxido de etileno con el objetivo de que laconversión final de DE sea de aproximadamente 7 Kgmol/[pic] la cual es la concentración que la compañía compradora necesita.

DESCRIPCION DEL PROCESO

Se lleva cabo un par de reacciones en serie-paralelo

Rx1: H2O + C2H4O (C2H6O2

Rx2: C2H4O + C2H6O2 ( C4H10O3

Datos Cinéticos

Reacción 1: Producción de Etilenglicol

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Reacción 2: Produccion deDietilenglicol

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Las corrientes de alimentación se mezclan en un mezclador antes de entrar al reactor. La corriente de alimentación entra a una T= 98.62°C y una P= 10 atm.

se escoge un reactor CSTR. El reactor tiene un volumen de 8 [pic], se supone caída de presión nula y mantiene un nivel de líquido de 85%.

La operación se lleva a cabo de manera adiabática con elobjetivo de que (sabiendo que la reacción es exotermica) el calor liberado por la reacción aumente la Temperatura del proceso para que la velocidad de rxn aumente disminuyendo el tiempo y se obtenga el producto en menor tiempo.

Para facilitar los cálculos de dimensionamiento del reactor, temperaturas de salida, conversiones y porcentajes molares de las corrientes de productos entre otros, se decidióhacer uso de la herramienta de simulación HYSYS. A continuación se presenta el diagrama que representa el proceso.

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Del diagrama se puede observar que existen dos corrientes de salida del reactor CSTR, una en fase vapor y otra en fase liquida, como se observara a continua

RESULTADOS OBTENIDOS A PARTIR DE LA SIMULACION DEL PROCESO EN HYSYS

En la tabla 1 (obtenida de los resultadosde la simulación del proceso), se puede observar que la temperatura de salida es de 262.6°C lo cual demuestra que la reacción es exotérmica (libera Q con la rxn) y como se lleva a cabo adiabáticamente los productos salen a mayor T.

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TABLA 1. Información de las corrientes de entrada y salida del CSTR

En las tablas 2 y 3 se encuentra información acerca de las corrientes de Agua y Oxidode Etileno, las cuales pasan a través de un mezclador. De la información observada en las mismas se pueden obtener los valores de las concentraciones iniciales para estos dos reactivos a partir de la relación Molar Flow/ Liq Vol Flow. A partir de esto se tiene que:

CONCENTRACIONES INICIALES

Oxido Etlieno= 19.93 Kgmol/m^3

Agua= 56.338 Kgmol/m^3

Estas concentraciones iniciales...
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