Benceno

HIDRODESALQUILACIÓN TÉRMICA DEL TOLUENO (C7H8) PARA OBTENCIÓN DE BENCENO (C6H6).
 
Directora de proyecto: Profª. Dra. Dª. Mª del Carmen Márquez Moreno.
Equipo de proyecto:
• •        D. Mariano Martín Martín.
• •        D. Aitor Hornés Martínez
• •        D. Luis Miguel Martín Tamames
• •        D. Rubén Sancho Santos
 
 
Mediante este trabajo, se pretendendar, de manera sencilla, unas nociones acerca del proceso de hidrodesalquilación térmica del tolueno para la obtención de benceno a nivel industrial, centrándose principalmente en los balances de materia y energía. Para llevar a cabo este proceso se ha empleado el simulador CHEMCAD 5.1.0 con el cual se obtiene una completa información sobre de todas las corrientes que intervienen en lahidrodesalquilación.
El trabajo consta de tres partes: 1ª Breve descripción del proceso, en la que se da una visión general de la hidrodesalquilación a nivel industrial, junto con un diagrama de flujo de la planta de hidrodesalquilación de tolueno. 2ª Pasos a seguir para su integración en CHEMCAD 5.1.0. 3ª Resultados obtenidos con ayuda de la simulación.
 
 

Descripción del proceso.El proceso consiste en la hidrodesalquilación térmica de tolueno para la producción de benceno a partir de tolueno puro (C7H8), que entra en planta a 18 ºC y 101,6 kPa, e hidrógeno (H2) al 95%, con un 5% de metano (CH4), que se proporciona a 37 ºC y 3749 kPa.
Para una mejor comprensión del proceso que se describe a continuación, conviene ver el diagrama de flujo que aparece en lapágina 3.
El tolueno fresco a temperatura y presión atmosférica (corriente 1) se mezcla con el procedente de la columna de tolueno (corriente 19). Juntos se vaporizan con la ayuda de un intercambiador de calor (equipo 1) y se comprimen mediante un sistema de compresión (equipos 18, 19 y 20) hasta 3500 kPa. Entonces se mezclan con una corriente que procede de la unión del gas de hidrógenofresco, que se descomprime mediante una válvula hasta 3530 kPa, y la recirculación, previamente comprimida (equipo 24) también a 3530 kPa; de este modo se consigue alcanzar la proporción 5:1 entre el hidrógeno y el tolueno para evitar coquización dentro del reactor.
La mezcla hidrógeno-tolueno se calienta aprovechando el calor de los productos del reactor en una primera etapa (equipo 10), yposteriormente en un horno (equipo 11). En estas condiciones, 900 K y 3500 kPa, se introduce en el reactor (equipo 12-13). Se trata de un reactor tubular no catalítico adiabático, que opera con una conversión por paso de tolueno del 50 % y una selectividad de tolueno a benceno del 99%; ésta se encuentra limitada por la conversión por paso elegida, produciéndose difenilo (C12H10) e hidrógeno en unareacción secundaria.
 
Reacción principal: C7H8 + H2 ( C6H6 + CH4
 
Reacción secundaria: 2C6H6 ( C12H10 + H2
 
La corriente de salida del reactor (corriente 12) actúa como fluido calefactor en el intercambiador de calor (equipo 10) empleado para aumentar la temperatura de la mezcla reactiva de hidrógeno-tolueno. Después de ese intercambio térmico lacorriente de productos es refrigerada mediante un intercambiador de calor (equipo 2) hasta una temperatura de 311 K (corriente 14), para posteriormente atravesar una válvula que le permite alcanzar una temperatura de 310,75 K y una presión de 3200 kPa. A continuación, esta corriente es introducida en un separador Flash (equipo 8) donde el 86% en moles sale como vapor y el 14% restante constituye laalimentación a la columna estabilizadora (equipo 7). De la fase vapor obtenida en el separador, el 70% constituirá la recirculación del sistema por razones económicas, mientras que el resto constituye la purga.
Por otro lado, la mezcla líquida obtenida en el Flash pasa por el sistema de separación en serie, constituido por tres columnas de rectificación, siendo la primera de ellas la...