Producción de acetona

PRODUCCIÓN DE ACETONA 1. Descripción del producto La acetona o propanona es un compuesto de fórmula química CH3(CO)CH3 del grupo de las cetonas que se encuentra naturalmente en el medio ambiente. Es un líquido incoloro de olor característico. Se evapora fácilmente, es inflamable y es soluble en agua. La acetona sintetizada se usa en la fabricación de plásticos, fibras, medicamentos y otrosproductos químicos, así como disolvente de otras sustancias químicas. Algunas de las aplicaciones de este producto son Cianohidrina acetona para metil metacrilato (MMA) 42% Bisfenol A 24% Disolventes 17% Derivados del aldol (MIBK y MIBC) 13% Varios 4% La aplicación más importante de la acetona se encuentra en la fabricación de metil metacrilato (MMA), mercado que experimenta una demanda creciente (3%anual) desde el 2002 por el incremento en los usos del polimetilmetacrilato (PMMA), un material antifragmentación alternativo al vidrio en la industria de la construcción. La demanda de Bisfenol-A y de resinas de policarbonato se ha duplicado en la década de los 90, convirtiéndose en la segunda aplicación importante de la acetona (7% incremento anual), demandada por la industria del automóvil y demicroelectrónica (fabricación de discos CD y DVD). La demanda de acetona es un indicador del crecimiento económico de cada región ya que depende directamente de la marcha de las industrias del automóvil, construcción y microelectrónica. 1.1 Proceso tradicional de la producción de acetona a partir de isopropanol: 1.1.1 Esquema del proceso planteado:

Diagrama de flujo de proceso preliminar paraproducción de acetona a partir de alcohol isopropìlico

Comercialmente la acetona es producida como subproducto durante el proceso de producción de fenol a partir de benceno. Este mediante una reacción de alquilación, como primera fase se transforma en cumeno, que al ser oxidado se transforma en hidroperóxido de cumeno y finalmente en fenol y acetona. Otra alternativa que se utiliza para laproducción de acetona es partiendo de isopropanol o IPA (comúnmente llamado), la ventaja de esta alternativa es la alta pureza que alcanzan los productos finales y a la vez este se encuentra libre de compuestos aromáticos, lo que lo convierte en un excelente candidato para industrias en las cuales la acetona se vaya a utilizar para la producción de cosméticos o productos farmacéuticos. Por este motivoes el proceso que vamos a estudiar. La reacción a llevar a cabo es: (CH3)2CHOH → (CH3)2CO + H2

Algunas de las condiciones utilizadas para el proceso y de esta manera lograr una conversión entre 85% y 92%, es decir evitando reacciones laterales, son manejar presiones absolutas cercanas a 2 bar y temperatura de 350ºC. El proceso comienza alimentando el azeótropo formado entre isopropanol y agua(88% en peso de IPA) a un tanque donde también se alimenta una corriente que contiene fundamentalmente isopropanol y agua en una proporción cercana al azeótropo (es una recirculación). Esta mezcla se precalienta a una temperatura de 350ºC con vapor de alta presión y se envía al reactor el cual debe entrar con una presión absoluta de 2.16 bar, el reactor a utilizar es catalítico (catalizador deóxido de cobre soportado sobre alúmina) y multitubular operando en régimen isotérmico. La reacción necesita calor y se le suministra con una sales fundidas, como nitrato de sodio o potasio, las cuales se recirculan y la energía se les da mediante un horno de combustión directa La salida del reactor tiene hidrógeno, acetona, isopropanol y agua. Esta corriente se enfría en dos etapas, primero con aguade enfriamiento consiguiendo una temperatura de salida de corriente de proceso de 45ºC y luego con agua refrigerada donde se consigue como temperatura de salida de la corriente de proceso cercana a 20ºC, para enviarse luego a un separador, donde la corriente gaseosa se envía a una torre de absorción y la corriente líquida se mezcla con la salida inferior de la torre de absorción donde la...