Estireno

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  • Publicado : 3 de noviembre de 2010
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Tenemos aquí la curiosa situación de que un producto intermediario es varios tantos más caro que el producto final por el efecto de la cuantía de la demanda sobre los costos de refinación. Sin embargo, debe advertirse que el gran volumen de la producción de estíreno permite producir acetofenona cruda a costo inferior al que seria posible si el total de la unidad se dedicara a ese solo compuestoconforme a la necesidad del mercado.
Las diferentes etapas del procedimiento no son tan sencillas como lo indican las ecuaciones, pues ocurren reacciones secundarias. En la oxidación del etilbenceno para dar acetofenona, por ejemplo, se forma alcohol α-feniletilico y pequeñas cantidades de acido benzoico y de otros productos.
Oxidación. Esta se efectúa en fase liquida a presión de 2.100Kg/cm2 y temperatura de 126°C. en dos reactores en serie empleando el airea como fuente de oxigeno. El tiempo en cada uno de aquellos es aproximadamente de 15 horas. El catalizador, acetato de manganeso, es añadido de manera continua como solución acuosa de 15%. El empleo de dos reactores en serie permite una reacción que la que seria posible en una sola unidad de doble tamaño, pues laconcentración de los productos de oxidación en el primer reactor es lenta. Las unidades son de acero, con un revestimiento de ladrillo resistente a los ácidos. La reacción es exotérmica; la temperatura es regulada por agua de rio que circula en serpentines de acero inoxidable 304. Otra parte de metal es de acero inoxidable 347. Aproximadamente, 16% de etilbenceno es oxidado en el primer reactor. Enel segundo reactor se emplea menos aire y la conversión es mantenida en 10% aproximadamente, para evitar la formación de productos secundarios. Al nivel de acetofenona, 8% de alcohol α-feniletilico, 2% de residuos y acido y 73% d etilbenceno que no ha reaccionado. El rendimiento final es 88-90%.
El producto se lava con álcali caustico, pero se mantiene acido para evitar la formación deproducto de condensación de la acetofenona que se formaría al destilar en medio alcalino. El aceite lavado pasa a una columna de despojo donde el etilbenzeno es separado. La columna opera a presión de 85 mmHg con una temperatura en los fondos de unos 14°C. Una pequeña corriente de nitrógeno es introducida para mantener una atmosfera inerte.
Una mezcla de acetofenona y alcohol α-feniletilico esseparada del residuo de elevada temperatura de ebullición en un segundo alambique de vacio. La mezcla que sale por la parte alta no requiere división, puesto que la etapa siguiente es la hidrogenación de la acetofenona para convertirla en alcohol. Afortunado es esto, puesto que los dos compuestos difieren en la temperatura de ebullición solamente en 2°C. A la presión atmosférica, y de 10°C. a la de 10mmHg. Cuando la acetofenona se recupera como tal, el problema de división es simplificado enviando la mezcla a una unidad separada, en cual es deshidrogenada una considerable fracción del alcohol α-feniletilico para dar acetofenona, juntamente con algo de estireno, antes del fraccionamiento.
Reducción. La mezcla que destila en el segundo alambique de vacio (aproximadamente 68% de acetofenona y32% de alcohol α-feniletilico) es hidrogenada en la fase liquida a temperatura y presión moderadas (unos 150°C y 10.5 Kg/cm2), empleando un catalizador de oxido férrico con cobre y cromo. En esta etapa algo de alcohol es reducido a etilbenceno. Este debe separase totalmente por fraccionamiento en el vacio; de otro modo, aparecería en el producto final. El etilbenceno, naturalmente, es devuelto alos reactivos de oxidación.
Deshidratación. El residuo, después de quitarle el etilbenceno, se compone de alcohol y algo de acetofenona no convertida, y es deshidratado en fase de vapor haciéndolo pasar sobre titanio u otro oxido a temperatura de 200-250°C. el estireno producido es separado por fraccionamiento y el alcohol y la acetofenona no convertido salen por la parte alta y se envía a la...
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