Planta cumeno

INTRODUCCIÓN.
Se desea producir isopropil benceno, conocido comúnmente como cumeno, a partir de benceno y propileno siguiendo la siguiente reacción, bajo la suposición de que no se producen reacciones secundarias:

C_3 H_5+C_6 H_6 □(→┬ )C_9 H_12

Se hará un proceso de producción completo abarcando diferentes etapas que obtendrán como resultado satisfacer una demanda del producto en el país.Tomando como referencia esta demanda de cumeno en Colombia, se diseñará un diagrama del proceso de producción el cual incluye todos los equipos y tuberías para obtener la cantidad de producto deseado. Se explicará detalladamente la función que cumple cada equipo en el proceso, y se estudiará la cinética de la reacción que será la base para el dimensionamiento de los reactores. Se tendrán encuenta todas las reglas heurísticas explicadas en clase para optimizar el proceso y que éste pueda dar la mayor productividad posible a bajos costos y a condiciones favorables para el medio ambiente. Finalmente se hará una simulación del proceso en Chemcad para verificar la operabilidad de la planta, esto es, predecir las condiciones de operación tales como presión, temperatura, conversión,recuperación de reactivos; igualmente para analizar índices como productividad, costos, rendimiento, consumo de reactivos, etc. Se desea entonces identificar las variables claves que tienen mayor impacto en los índices y proponer un sistema de control para éstas. La simulación permite el diseño y dimensionamiento de equipos de proceso, tales como intercambiadores de calor, bombas, tuberías, y válvulas.También permite la evaluación de los riesgos de la seguridad de los componentes y facilita los balances de materia y de energía en cada equipo.

JUSTIFICACIÓN.
En la actualidad se ha visto la necesidad de implementar la optimización de procesos en las plantas industriales para disminuir costos, utilizar materias primas apropiadas y maximizar la producción. Siendo el cumeno un componente útil para laproducción de productos como acetona y fenol se genera el interés de diseñar una planta que lo produzca.

OBJETIVOS.

General:

Diseñar y simular un proceso óptimo de producción de cumeno a partir de benceno y propileno, cubriendo de esta manera la demanda reportada en Colombia.

Específicos:

Diseñar un sistema de control para las variables claves que determinan la productividad.Diseñar de forma manual todos los equipos involucrados en la producción incluyendo equilibrios termodinámicos.
Realizar un estudio de mercado en Colombia para el cumeno.

CARACTERIZACIÓN DE MATERIAS PRIMAS Y PRODUCTOS.

ISOPROPIL BENCENO (CUMENO):

Propiedades:
El cumeno es un Líquido Inflamable Este material produce vapores en temperaturas ambientales o menores. Cuando está mezclado conaire en ciertas proporciones y es expuesto a una fuente de ignición, su vapor puede causar fuego con llama. Los vapores son más pesados que el aire y pueden viajar las largas distancias hasta alcanzar una fuente de ignición con la producción de fuego o llama. Una mezcla del vapor con aire puede crear un peligro de explosión en espacios confinados tales como alcantarillas.

Usos:
El cumenoaparece como componente minoritario del petróleo y de los disolventes derivados del petróleo como gasolina y lubricantes. El cumeno es la base principal para la producción de fenol y de sus productos asociados, como acetona y α-metilestireno. El cumeno también puede aparecer como contaminante en el aire a niveles de ppb muy bajos (0,1 a 2,5 ppb), posiblemente proveniente de la emisión de gases delos automóviles.
El cumeno se utiliza como diluyente para las pinturas, las lacas y los esmaltes, y como componente de algunos solventes. También se utiliza en los catalizadores de polimerización para fabricación de plásticos, catalizador para acrílicos y tipo resinas de poliester, y como materia prima para los peróxidos y los catalizadores de oxidación.

Características fisicoquímicas:...