Diseño De Una Planta Productora De Dimetilbutadieno

1. INFORMACIÓN DE ENTRADA 1.1 Mercado del producto Calidad del producto:

Componentes 2,3-Dimetil-1,3-Butadieno Pinacolona BHT
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Contenido 98.0% 1.99% 100 ppm 25% en peso de un co-monómero compatible. Área geográfica/países:

Los mayores importadores de DMBD son Estados unidos y Bélgica con 300000 y 194000 Ton anuales respectivamente, lo que nos indica que ambos países serian un posiblemercado objetivo.
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BHT: Butil-hidroxitolueno

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1.2 Capacidad de la planta 1.2.1 Toneladas del producto comercial: Se producirán 40000 Ton/año de dimetilbutadieno grado químico con un porcentaje de pureza del 98%. 1.3 Tecnología seleccionada del proceso 1.3.1 SPFD

Figura 1: Diagrama de flujo simplificado del proceso

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1.3.2 Descripción del proceso El proceso de producción de2,3-Dimetil-1,3-Butadieno, comienza con la alimentación al reactor R1, de 5 corrientes frescas y una recirculación, las cuales se describirán a continuación. La corriente (1), consiste en acetona comercial, con una pureza del 98% y con 2% de agua como impureza. Además de esta alimentación, también se ingresa a R1, el flujo (2) que contiene Aluminio comercial en forma de “granalla” con una purezadel 99.7%, con Hierro (Fe) al 0,09% y Silicio (Si) al 0,21% como impurezas. En la corriente (3) se alimenta Cloruro de mercurio (HgCl2) con una pureza de 99% y agua al 1% como impureza. El objetivo de alimentar este cloruro, es formar una amalgama con el Aluminio, y a su vez, realizar una reacción de complejación con la acetona como se muestra en la siguiente reacción:

También se alimenta agua alreactor mediante la corriente (5), para suministrar los iones OH, necesarios para la formación de dioles (glicoles). El último flujo de alimentación a R1 es el flujo (4), en el cual se ingresa al reactor tetracloruro de carbono (CCl4), con 0,01% de agua como impureza. La función del CCl4 es servir como iniciador de la reacción en la cual se produce el Pinacol.

Por lo tanto se debe adicionareste compuesto continuamente y en pequeñas cantidades, ya que si se tiene un exceso de él, se puede desbocar la reacción, y si la concentración es muy baja, no se tendrá reacción. Como se observa e la reacción (1) un subproducto generado es Hidrogeno gaseoso que sale del reactor y se recoge en recipientes adecuados. El otro subproducto el hidróxido de Aluminio, o lo que es lo mismo, Alúminatrihidratada. Este compuesto le confiere a la solución un medio básico, que propicia la condensación aldólica de la acetona

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La recirculación (10) ingresa al reactor R1 y contiene el flujo del destilado de la torre (T1), que contiene la acetona que no reaccionó, CCl4 y agua. Cabe anotar que el reactor R1 opera a presión atmosférica debido a que consta de un condensador de reflujo (C1), abierto ala atmosfera, y debido a la naturaleza exotérmica de la reacción (1), la temperatura de operación del equipo será de 58°C, temperatura a la cual se forman vapores que son condensados y realimentados al reactor con el condensador mencionado anteriormente. De R1 sale la corriente (6), la cual contiene los productos de las reacciones (pinacol, Alúmina y DAA), además contiene los reactivos que noreaccionaron (acetona, Agua, Al, HgCl2 y CCl4), esta corriente pasa a una batería de filtros (F1) que se utiliza para separar los sólidos contenidos en la corriente (6). Saliendo por la corriente (7); Aluminio, Alúmina, HgCl2 y un poco de CCl4 arrastrado por el cloruro, además la alúmina al ser hidratada, se lleva consigo una cantidad apreciable de agua. La batería de filtros consta de mediosfiltrantes que deben ser cambiados con regularidad, por lo que se dispone de un “Backup” de otra batería de filtros (F2), exactamente igual a (F1), cuya función es servir de apoyo al proceso cuando se necesita reemplazar el medio filtrante. Este proceso se realiza continuamente intercambiando de filtros para hacer mantenimiento y así evitar la obstrucción de los medios filtrantes. La salida de los...