Obtencion De Etilenglicol Por Hidratacion De Oxido De Etileno Mediante El Programa Hysys

PRODUCCION DE ETILENGLICOL POR HIDRATACION DEL OXIDO DE ETILENO

1.- OBJETIVOS:
* Suministrar las herramientas necesarias para realizar simulaciones de procesos químicos, y proveer una experiencia de entrenamiento en el uso del software HYSYS.
* Mediante una simulación, demostrar los parámetros adecuados para la obtención de etilenglicol por la hidratación de óxido de etilenodemostrado paso por paso.
2.- MARCO TEORICO:
OXIDO DE ETILENO:
El óxido de etileno es un gas inflamable de aroma más bien fuerte. Se disuelve fácilmente en agua, es una sustancia química usada principalmente para fabricar glicol de etileno (una sustancia química usada como anticongelante y poliéster).
Una pequeña cantidad (menos de 1%) es usada para controlar insectos en ciertos productos agrícolasalmacenados, y una cantidad muy pequeña se usa en hospitales para esterilizar equipo y abastecimientos médicos.

Óxido de etileno

General
Otros nombres: Epoxietano
Fórmula semidesarrollada: C2H4O

Propiedades físicas
Densidad: 899 kg/m3; 0,899 g/cm3
Masa molar: 44.05 g/mol
Punto de fusión: 161 K (-112 °C)
Punto de ebullición: 283,5 K (10 °C)
Propiedades químicas
Solubilidad en agua:Miscible
Riesgos
Inhalación: Irritación pulmonar, convulsiones.

Etilenglicol y etilenglicoles superiores
El etilenglicol -generalmente designado simplemente glicol,es el producto derivado del óxido de etileno más importante. En la tabla al margen se resumen las producciones de etilenglicol de los países industriales más importantes. El etilenglicol se obtiene por adición de agua al óxido deetileno:

En el proceso industrial, el óxido de etileno se hace reaccionar con unas diez veces en exceso molar de agua en fase líquida a presión normal y 50-70ºC en presencia de un catalizador ácido (por ejemplo, 0,5-1,0% H2SO4 o a 140 hasta 230ºC y 20-40 bars sin catalizador. La obtención de etilenglicol tiene lugar casi exclusivamente en un reactor acoplado a la oxidación directa del etileno.La disolución acuosa resultante de glicol bruto se encuentra por evaporación hasta próximo el 70% y se fracciona por destilación en varias columnas de destilación al vació. A pesar del gran exceso de agua la selectividad en mono etilenglicoles solamente de un 90%. Al propio tiempo se obtiene un 9% de diglicol, un 1% de triglicol y etilenglicoles superiores. El rendimiento total llega al 95-96%. Lasexigencias de pureza varían según el empleo a que se destine el glicol; para obtención de poliésteres se proporciona de calidad especialmente alta (pureza del 99,9% en peso).Si en la hidratación del óxido de etileno se disminuye la parte de agua, se forman progresivamente di, tri y polietilenglicoles:

Otra forma de obtención parte de la aportación directa de óxido de etileno a losetilenglicoles. Ordinariamente se realiza a 120-150ºCcon una ligera sobrepresión, frecuentemente en presencia de un catalizador alcalino. Al aumentar el peso molecular los polietilenglicoles se convierten en líquidos viscosos y, finalmente, en productos cerosos, pero continúan siendo solubles en agua.
Posibilidades de desarrollo de la obtención de etilenglicol
Los perfeccionamientos futuros para laobtención de etilenglicol tendrán que ocuparse de mejorar la oxidación del etileno y la hidratación del óxido de etileno. En primer lugar, están los trabajos de aumento de la selectividad en ambas etapas de reacción y la disminución del gasto de energía necesario para el aislamiento del glicol de las disoluciones acuosas diluidas. En el futuro, además, deben ganar importancia los procesos de hidrataciónoxidante directa del etileno eludiendo la formación del óxido de etileno. De todas formas los procesos de transformación del etileno en mono y diacetato de, a pesar de su muy alta selectividad de hasta 98%, conlleva la desventaja de las dos etapas, por la saponificación del acetato y la recuperación del acético:

La transformación de etileno para dar una mezcla de monoacetato de glicol, así...