deshidrogenacion de etanoa etileno

Des hidrogenación de etano a etileno
Proyecto Final

Bogotá, Noviembre de 2012.
Resumen:
En el presente proyecto se desarrolla elproceso de des hidrogenación oxidativa de etano a etileno en presencia de un catalizador oxido mixto en determinadas condiciones de operación. Se realizó la simulación del sistema de ecuaciones presentes en el proceso a condiciones isotérmicas y no isotérmicas, donde se pudo establecer que el proceso necesita condiciones no isotérmicas para la generación de las reacciones. A partir de estassimulaciones se obtuvo como resultado una conversión del 18 % lo que es común en un proceso de oxidación. Además se indican los comportamientos de perfiles de temperatura, flujos, composiciones, selectividad y la desactivación del catalizador, junto con un análisis económico que determino la viabilidad del proyecto.
Palabras claves: Catálisis heterogénea, Conversión, Des hidrogenación oxidativa,Reactor multitubular.
Introducción: El etileno es una de las materias primas más importantes en la química orgánica industrial ya que es el material de alimentación de cerca de 30% de todos productos petroquímicos. Es empleado ampliamente en importantes procesos para la producción de plásticos, envases, detergentes, solventes cosméticos, medicamentos, pinturas y productos de construcción.“Actualmente, el etileno se produce principalmente por medios térmicos o craqueo catalítico de alcanos de petróleo crudo o gas natural en temperaturas por encima de 750°C” (K.Weissermehl,2003). Debido a que esta es una reacción endotérmica implica altos costos de energía, por lo que se han generado métodos alternativos de producción como lo es la des hidrogenación oxidativa catalizada de etano (ODHE) la cualadicionalmente es fuente de estudio para este proyecto.
Estado del arte:
La industria de producción de etileno ha desarrolladlo diferentes procesos para la producción de este compuesto de esencial importancia a nivel mundial.
“En los años 60 se empezó a implementar el proceso de pirolisis de hidrocarburos, para esa época era el proceso más eficiente en cuanto a la producción de etileno. Esteproceso esta caracterizado por: ser un proceso homogéneo, endotérmico, en fase gas, no isotérmico ni isobárico. ni isocorico y las conversiones ocurren a altas temperaturas (mas de 600°C )” (Lòpez Cabanes, 1989, pág. 19). Este método de producción sigue siendo empleado actualmente pero debido a sus altos costos de producción en cuanto al incremento de energía, consecuencia de la reacciónendotérmica manejada por este proceso. Y el tiempo y dinero invertido en mantenimiento constante debido a los productos residuales. Sin considerar los problemas ambientales que este proceso acarrea incrementando el efecto invernadero. Entre los proyectos alternativos a este se encuentran:
Etileno a partir de bio-etanol (biomasa), este proceso reduce considerablemente los gases de efecto invernadero y sufuncionamiento consiste en “la fermentación de materias primas tales como sacarosa, caña de azúcar y almidón, la producción de Bio-etileno basada en caña de azúcar se estima que ahorrará un 60% energía fósil en comparación con la producción petroquímica. Sin embargo, varios sectores industriales podrían competir por la disponibilidad de esta materia prima la cual globalmente no puede satisfacerla demanda total, sin competir con la industria de producción de alimentos”(International Renawable Energy Agency, 2012).
La Deshidogenación oxidativa de etano es un proceso en el cual se emplea un reactor de flujo pistón multitubular de lecho empacado, el cual se utiliza comúnmente en la industria para llevar a cabo procesos exotérmicos, este almacena una gran cantidad de “tubos con...