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Páginas: 55 (13605 palabras)
Publicado: 1 de abril de 2015
SÍNTESIS DE ACETATO DE VINILO A PARTIR DE LA REACCIÓN CETENA Y
ACETALDEHÍDO
Autores
EDERMAN CALDERON BOHORQUEZ
NÉSTOR MAURICIO SARMIENTO DELGADO
Director
RAMIRO MARTÍNEZ REY Ph. D.
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
FACULTAD DE INGENIERÍAS FISICOQUÍMICAS
ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA
BUCARAMANGA
2005
SÍNTESIS DE ACETATO DE VINILO A PARTIR DE LA REACCIÓN CETENA Y
ACETALDEHÍDO
AutoresEDERMAN CALDERON BOHORQUEZ
NÉSTOR MAURICIO SARMIENTO DELGADO
Director
RAMIRO MARTINEZ REY Ph. D.
Presentado a
COMITÉ DE PROYECTOS DE GRADO
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
FACULTAD DE INGENIERÍAS FISICOQUÍMICAS
ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA
BUCARAMANGA
2005
Tabla de Contenido
Pagina
INTRODUCCION
1
2. MARCO TEÓRICO
2
2.1. ACETATO DE VINILO
2
2.1.1. Generalidades
2
2.1.2. Producción delacetato de vinilo
5
2.1.2.1. Procesos convencionales
5
2.1.2.2. Nuevos procesos de producción
8
2.1.2.2.1. Destilación reactiva de anhídrido acético con acetaldehído
9
2.1.2.2.2. Procesos basados en la reacción de cetena y acetaldehído
10
2.1.2.2.2.1. Reacción de cetena con acetaldehído en un proceso por
lotes
2.1.2.2.2.2. Reacción de cetena con acetaldehído en un proceso
continúo
1112
2.2. REACTOR TIPO VENTURI
13
2.2.1. Definición
13
2.2.2. Regímenes de flujo en el eyector
14
2.2.3. Comportamiento de la dispersión en el balón
16
2.2.4. Dimensionamiento del reactor venturi
16
2.2.5. Aplicaciones industriales
17
3. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL
19
3.1. PREPARACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DEL CATALIZADOR
19
3.1.1. Preparación del monolito de sílica funcionalizado
193.1.2. Caracterización del catalizador
20
3.2. PRODUCCIÓN DE CETENA
20
3.2.1. Montaje del reactor
20
3.2.2 Secuencia de encendido y estabilización
21
3.2.3 Determinación de la cantidad de cetena
22
3.2.4 Regeneración del monolito
23
3.3 PRODUCCIÓN DE ACETATO DE VINILO
23
3.3.1 Montaje experimental
23
3.3.2. Descripción de los experimentos de producción del acetato de
vinilo
28
3.4PLANTEAMIENTO EXPERIMENTAL
30
3.4.1. Descripción de los niveles experimentales
30
3.4.2. Problemas presentados en el desarrollo de los experimentos
32
4. ANALISIS DE RESULTADOS
34
4.1. DETERMINACIÓN DE LA CETENA PRODUCIDA
34
4.2. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE LAS CORRIDAS DISEÑADAS
SEGÚN LOS BLOQUES O DIVISIONES PROPUESTOS EN EL
35
MÉTODO FACTORIAL
4.2.1. Resultados primera división
354.2.2. Resultados Segunda División
39
4.3. ANÁLISIS DE LA REACCIÓN SIN PRESENCIA DE CATALIZADOR
(BLANCO)
4.4. ANÁLISIS DE LOS ENSAYOS REALIZADOS UTILIZANDO EL
REACTOR TIPO VENTURI Vs EL REACTOR DE BURBUJEO
4.5. DETERMINACIÓN DEL AVANCE DE LA REACCIÓN EN EL
TIEMPO
44
45
47
4.6. COMPARACIÓN DEL RENDIMIENTO DEL SISTEMA TIPO
VENTURI CON LOS SISTEMAS UTILIZADOS POR TUSTIN2 Y
51
3
MARTíNEZCONCLUSIONES
53
RECOMENDACIONES
55
BIBLIOGRAFIA
Anexo 1: Diseño factorial 22
56
58
Anexo 2: Cromatogramas de las diferentes corridas de laboratorio
61
Anexo 3: Curvas de calibración bomba
Anexo 4: Montaje General del sistema de producción del acetato de
vinilo
67
69
Índice de Figuras
Pagina
Figura 1. Secciones y zonas de contacto del eyector tipo venturi
14
Figura 2. Regimenes de Flujo:Flujo de Burbuja (a), Flujo Jet (b)
15
Figura 3. Zonas de transferencia en el balón
16
Figura 4. Dimensiones estándar del Venturi
17
Figura 5. Sistema de producción de Cetena Catalítica
21
Figura 6. Dimensiones del Eyector
25
Figura 7. Sistema de Producción de Acetato de Vinilo (Equipos): 7a, 7b
26 - 27
Figura 8. Rampa de calentamiento
30
Figura 9. Rendimiento Vs Combinaciones.
43Figura 10. Formación de Coque Vs Combinaciones
43
Figura 11. Volumen de Acetato de Vinilo Vs Tiempo
50
Figura 12. Comparación de diferentes sistemas de reacción propuestos
para la formación de acetato de vinilo por contacto directo de cetena y
acetaldehído
51
Índice de Tablas
Pagina
Tabla 1. Propiedades físicas del acetato de vinilo
3
Tabla 2. Producción actual anual por región
4...
ACETALDEHÍDO
Autores
EDERMAN CALDERON BOHORQUEZ
NÉSTOR MAURICIO SARMIENTO DELGADO
Director
RAMIRO MARTÍNEZ REY Ph. D.
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
FACULTAD DE INGENIERÍAS FISICOQUÍMICAS
ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA
BUCARAMANGA
2005
SÍNTESIS DE ACETATO DE VINILO A PARTIR DE LA REACCIÓN CETENA Y
ACETALDEHÍDO
AutoresEDERMAN CALDERON BOHORQUEZ
NÉSTOR MAURICIO SARMIENTO DELGADO
Director
RAMIRO MARTINEZ REY Ph. D.
Presentado a
COMITÉ DE PROYECTOS DE GRADO
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
FACULTAD DE INGENIERÍAS FISICOQUÍMICAS
ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA
BUCARAMANGA
2005
Tabla de Contenido
Pagina
INTRODUCCION
1
2. MARCO TEÓRICO
2
2.1. ACETATO DE VINILO
2
2.1.1. Generalidades
2
2.1.2. Producción delacetato de vinilo
5
2.1.2.1. Procesos convencionales
5
2.1.2.2. Nuevos procesos de producción
8
2.1.2.2.1. Destilación reactiva de anhídrido acético con acetaldehído
9
2.1.2.2.2. Procesos basados en la reacción de cetena y acetaldehído
10
2.1.2.2.2.1. Reacción de cetena con acetaldehído en un proceso por
lotes
2.1.2.2.2.2. Reacción de cetena con acetaldehído en un proceso
continúo
1112
2.2. REACTOR TIPO VENTURI
13
2.2.1. Definición
13
2.2.2. Regímenes de flujo en el eyector
14
2.2.3. Comportamiento de la dispersión en el balón
16
2.2.4. Dimensionamiento del reactor venturi
16
2.2.5. Aplicaciones industriales
17
3. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL
19
3.1. PREPARACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DEL CATALIZADOR
19
3.1.1. Preparación del monolito de sílica funcionalizado
193.1.2. Caracterización del catalizador
20
3.2. PRODUCCIÓN DE CETENA
20
3.2.1. Montaje del reactor
20
3.2.2 Secuencia de encendido y estabilización
21
3.2.3 Determinación de la cantidad de cetena
22
3.2.4 Regeneración del monolito
23
3.3 PRODUCCIÓN DE ACETATO DE VINILO
23
3.3.1 Montaje experimental
23
3.3.2. Descripción de los experimentos de producción del acetato de
vinilo
28
3.4PLANTEAMIENTO EXPERIMENTAL
30
3.4.1. Descripción de los niveles experimentales
30
3.4.2. Problemas presentados en el desarrollo de los experimentos
32
4. ANALISIS DE RESULTADOS
34
4.1. DETERMINACIÓN DE LA CETENA PRODUCIDA
34
4.2. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE LAS CORRIDAS DISEÑADAS
SEGÚN LOS BLOQUES O DIVISIONES PROPUESTOS EN EL
35
MÉTODO FACTORIAL
4.2.1. Resultados primera división
354.2.2. Resultados Segunda División
39
4.3. ANÁLISIS DE LA REACCIÓN SIN PRESENCIA DE CATALIZADOR
(BLANCO)
4.4. ANÁLISIS DE LOS ENSAYOS REALIZADOS UTILIZANDO EL
REACTOR TIPO VENTURI Vs EL REACTOR DE BURBUJEO
4.5. DETERMINACIÓN DEL AVANCE DE LA REACCIÓN EN EL
TIEMPO
44
45
47
4.6. COMPARACIÓN DEL RENDIMIENTO DEL SISTEMA TIPO
VENTURI CON LOS SISTEMAS UTILIZADOS POR TUSTIN2 Y
51
3
MARTíNEZCONCLUSIONES
53
RECOMENDACIONES
55
BIBLIOGRAFIA
Anexo 1: Diseño factorial 22
56
58
Anexo 2: Cromatogramas de las diferentes corridas de laboratorio
61
Anexo 3: Curvas de calibración bomba
Anexo 4: Montaje General del sistema de producción del acetato de
vinilo
67
69
Índice de Figuras
Pagina
Figura 1. Secciones y zonas de contacto del eyector tipo venturi
14
Figura 2. Regimenes de Flujo:Flujo de Burbuja (a), Flujo Jet (b)
15
Figura 3. Zonas de transferencia en el balón
16
Figura 4. Dimensiones estándar del Venturi
17
Figura 5. Sistema de producción de Cetena Catalítica
21
Figura 6. Dimensiones del Eyector
25
Figura 7. Sistema de Producción de Acetato de Vinilo (Equipos): 7a, 7b
26 - 27
Figura 8. Rampa de calentamiento
30
Figura 9. Rendimiento Vs Combinaciones.
43Figura 10. Formación de Coque Vs Combinaciones
43
Figura 11. Volumen de Acetato de Vinilo Vs Tiempo
50
Figura 12. Comparación de diferentes sistemas de reacción propuestos
para la formación de acetato de vinilo por contacto directo de cetena y
acetaldehído
51
Índice de Tablas
Pagina
Tabla 1. Propiedades físicas del acetato de vinilo
3
Tabla 2. Producción actual anual por región
4...
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