Proceso De Producción Del Metil Metacrilato
Páginas: 64 (15864 palabras)
Publicado: 14 de febrero de 2013
PROCESO DE PRODUCCIÓN DEL METIL METACRILATO
Profesor
Heberto Tapias
UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
Facultad de Ingeniería
Departamento de Ingeniería Química
2006
1. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO
1. Descripción del proceso
En este proceso se utiliza metacroleína y metanol como agentes de deshidratación y absorción durante laproducción de metil metacrilato.
El proceso comienza con un reactor de lecho fijo (R1), que opera a una temperatura de 330°C y una presión de una atmósfera, en este se da una reacción de oxidación catalítica en fase gaseosa en presencia de un catalizador de Mo10Bi1Fe1Co8Zr0.1Ca0.1Ti0.2O2.9. Las materias primas utilizadas en el proceso son isobutileno y oxigeno molecular, los cuales sonalimentados por las corrientes 1 y 2, respectivamente, en una relación molar de 10:21. Posteriormente estas dos corrientes se mezclan en una sola corriente 3, por medio del mezclador (M1). La mezcla gaseosa isobutileno-oxigeno, debe ser acondicionada a la presión y temperatura de operación del reactor; para lo cual se utiliza un soplador (S1) que eleva la presión de la corriente 3 desde 1atm hasta 1.2041atmy aumenta la temperatura desde 298.15K hasta 307.75K. Luego se utiliza un intercambiador de calor (IC1), el cual incrementa la temperatura de la corriente 4 desde 307.75K hasta 603.15K, provocando una caída de presión desde 1.2041atm hasta 1atm.
La corriente 5 es alimentada al reactor (R1), donde se da la reacción principal entre el oxígeno y el isobutileno para producir metacroleína la cual esla materia prima utilizada posteriormente para la formación de metil metacrilato.
Las reacciones que se dan en (R1) son:
Reacción principal:
[pic] [pic]
[pic]
Conversión del isobutileno en el reactor (w): 97.6%
Conversión del oxigeno en el reactor (w): 90.5%
Lasreacciones secundarias que se dan en el reactor (R1) son:
[pic] [pic]
[pic] [pic]
: [pic]
[pic] [pic]
[pic] [pic]
Del reactor, sale una mezcla gaseosa, corriente 6, compuesta por metacroleína, ácido metacrílico, ácido acrílico,terbutanol, monóxido de carbono y agua formados en el reactor, además del isobutileno y oxigeno que no reaccionaron. Dicha corriente es acondicionada con un intercambiador de calor (IC2) que disminuye la temperatura desde 603.15K hasta 363.77K con una caída de presión desde 1atm hasta 0.7959atm; la corriente 7 que sale de (IC2) entra a un soplador (S2) que eleva la presión desde 0.7959atm hasta1atm.y genera un incremento en la temperatura desde 363.77K hasta 371.92K.
La corriente 8 que sale de (S2) entra a una torre de absorción (A1) que tiene como finalidad absorber de la corriente gaseosa los componentes más pesados que la metacroleína, como son el ácido acrílico y el metacrílico, además de eliminar parte del agua producida en el reactor. Esta torre utiliza el agua como líquidoabsorbente, el cual entra por la corriente 9 a una temperatura de 293.15K y presión de 1atm. La torre de absorción (A1) opera a 1atm de presión. Por los fondos de la torre (A1) en la corriente 10, sale una mezcla líquida a 368.15K y 0.75atm, que contiene una pequeña cantidad de metacroleína, gran contenido de agua, ácido acrílico y ácido metacrílico. Por el tope de la torre, en la corriente 11, sale unamezcla gaseosa a 302.23K y 0.75atm, con los mismos componentes de la corriente 10, pero con un alto contenido de metacroleína y una fracción muy pequeña de agua y los ácidos absorbidos.
La corriente 10 es desechada del proceso, mientras que la mezcla gaseosa de la corriente 11 es acondicionada con un intercambiador de calor (IC3) que eleva la temperatura desde 302.23K hasta 305.73K con una...
Profesor
Heberto Tapias
UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
Facultad de Ingeniería
Departamento de Ingeniería Química
2006
1. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO
1. Descripción del proceso
En este proceso se utiliza metacroleína y metanol como agentes de deshidratación y absorción durante laproducción de metil metacrilato.
El proceso comienza con un reactor de lecho fijo (R1), que opera a una temperatura de 330°C y una presión de una atmósfera, en este se da una reacción de oxidación catalítica en fase gaseosa en presencia de un catalizador de Mo10Bi1Fe1Co8Zr0.1Ca0.1Ti0.2O2.9. Las materias primas utilizadas en el proceso son isobutileno y oxigeno molecular, los cuales sonalimentados por las corrientes 1 y 2, respectivamente, en una relación molar de 10:21. Posteriormente estas dos corrientes se mezclan en una sola corriente 3, por medio del mezclador (M1). La mezcla gaseosa isobutileno-oxigeno, debe ser acondicionada a la presión y temperatura de operación del reactor; para lo cual se utiliza un soplador (S1) que eleva la presión de la corriente 3 desde 1atm hasta 1.2041atmy aumenta la temperatura desde 298.15K hasta 307.75K. Luego se utiliza un intercambiador de calor (IC1), el cual incrementa la temperatura de la corriente 4 desde 307.75K hasta 603.15K, provocando una caída de presión desde 1.2041atm hasta 1atm.
La corriente 5 es alimentada al reactor (R1), donde se da la reacción principal entre el oxígeno y el isobutileno para producir metacroleína la cual esla materia prima utilizada posteriormente para la formación de metil metacrilato.
Las reacciones que se dan en (R1) son:
Reacción principal:
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Conversión del isobutileno en el reactor (w): 97.6%
Conversión del oxigeno en el reactor (w): 90.5%
Lasreacciones secundarias que se dan en el reactor (R1) son:
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Del reactor, sale una mezcla gaseosa, corriente 6, compuesta por metacroleína, ácido metacrílico, ácido acrílico,terbutanol, monóxido de carbono y agua formados en el reactor, además del isobutileno y oxigeno que no reaccionaron. Dicha corriente es acondicionada con un intercambiador de calor (IC2) que disminuye la temperatura desde 603.15K hasta 363.77K con una caída de presión desde 1atm hasta 0.7959atm; la corriente 7 que sale de (IC2) entra a un soplador (S2) que eleva la presión desde 0.7959atm hasta1atm.y genera un incremento en la temperatura desde 363.77K hasta 371.92K.
La corriente 8 que sale de (S2) entra a una torre de absorción (A1) que tiene como finalidad absorber de la corriente gaseosa los componentes más pesados que la metacroleína, como son el ácido acrílico y el metacrílico, además de eliminar parte del agua producida en el reactor. Esta torre utiliza el agua como líquidoabsorbente, el cual entra por la corriente 9 a una temperatura de 293.15K y presión de 1atm. La torre de absorción (A1) opera a 1atm de presión. Por los fondos de la torre (A1) en la corriente 10, sale una mezcla líquida a 368.15K y 0.75atm, que contiene una pequeña cantidad de metacroleína, gran contenido de agua, ácido acrílico y ácido metacrílico. Por el tope de la torre, en la corriente 11, sale unamezcla gaseosa a 302.23K y 0.75atm, con los mismos componentes de la corriente 10, pero con un alto contenido de metacroleína y una fracción muy pequeña de agua y los ácidos absorbidos.
La corriente 10 es desechada del proceso, mientras que la mezcla gaseosa de la corriente 11 es acondicionada con un intercambiador de calor (IC3) que eleva la temperatura desde 302.23K hasta 305.73K con una...
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