PROCESO QUIMICO

1

PRODUCCIÓN DE TOLUENO

2
TABLA DE CONTENIDO

Página

1.

INTRODUCCIÓN

3

2.

OBJETIVOS

4

3.

INFORMACIÓN GENERAL DEL TOLUENO

3.1.

Producción mundial

5

3.2.

Aplicabilidad y utilización del tolueno

5

3.3.

Métodos de síntesis

6

3.3.1. Síntesis de tolueno a partir de moléculas pequeñas

6

3.3.2 Aislamiento del tolueno directamente delpetróleo

6

3.3.3 A partir de fracciones del petróleo

7

3.3.3.1 Craqueo térmico

7

3.3.3.2 Procesos termocatalíticos (craqueo catalítico)

7

3.3.3.2.1 Hidroformado catalítico

9

3.3.3.2.2 Reformado catalítico

9

3.4.

Origen y accesibilidad a la Materia prima

10

3.5.

Tipos de reactores utilizados en la producción mundial

12

3.6.

Selección y manejodel catalizador

13

3.7.

Diagrama de flujo del proceso

17

3.8.

Calidad del producto final

17

3.9.

Seguridad industrial

17

4.

Proceso de producción de tolueno por hidroformado catalítico

22

3.1.

Propiedades fisicoquímicas de los componentes

22

3.2.

Cinética química

23

3.3.

Estudio termodinámico

24

3
4.4.

Condiciones óptimasdel proceso

38

4.5.

Separación del Tolueno

39

5.

DISEÑO DE LOS REACTORES

40

6.

PREDISEÑO MECÁNICO

48

6.1.

Dimensiones del reactor

48

6.2.

Selección del material de construcción

56

6.2.1. Espesor adecuado de tubos

57

6.2.2. Causas de deterioro del material

57

7.

EQUIPOS ADICIONALES

59

7.1.

Intercambiadores

59

7.2.Hornos

63

7.3.

Intercambiador de calor-condensador

67

7.4.

Separación del tolueno por extracción líquido-líquido

69

8.

CONCLUSIONES

73

9.

BIBLIOGRAFÍA.

75

10.

ANEXOS

4
INTRODUCCIÓN

Es de suma importancia que el Ingeniero Químico muestre dominio sobre las áreas
del conocimiento relacionadas con el desarrollo de procesos de la industria química,
yque se han visto durante la carrera, áreas como termodinámica, cinética química,
transferencia de calor, transferencia de masa, matemáticas, Diseño de Reactores y
evaluación económica.
Es interesante que el Ingeniero Químico comprenda el papel relevante que en el
momento de diseñar la estructura básica de el diseño de un reactor químico y los
aparatos

que

apoyan

su

funcionamiento,equipos

industriales

tales como

intercambiadores de calor, hornos, torres de extracción, etc.
En el presente trabajo realizamos una revisión bibliográfica de un proceso existente
de un producto común en la industria química, el tolueno, además de una
aproximación al diseño preliminar de los reactores para su síntesis y el análisis del
proceso en general, teniendo presente todo lo queeste conlleva de una forma global.

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OBJETIVOS

Aplicar de la forma más real los conocimientos adquiridos en el curso de
diseño de reactores y en las asignaturas relacionadas.

Comprender a través del proyecto la estructura básica de un diseño preliminar
para un reactor químico y los aparatos que apoyan su funcionamiento.

Sintetizar un diagrama de flujo apropiado para un procesoque incluya
reacción química.

Asimilar las técnicas mínimas para elaborar planos y maquetas que permitan
al constructor elaborar el aparato de acuerdo a los parámetros de diseño
requeridos.

PROBLEMA: Elaborar el diseño preliminar de una planta para la producción de una
sustancia de interés industrial (tolueno).

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3. INFORMACIÓN GENERAL
3.1. PRODUCCIÓN MUNDIAL DE TOLUENO:
El toluenoes un hidrocarburo aromático líquido, volátil, poco soluble en agua, pero
se mezcla fácilmente con alcohol, éter, cloroformo, acetona, ácido y bisulfuro de
carbono.
Se estima que la producción mundial de tolueno oscila entre 6,5 y más de 10
millones de toneladas anuales (para el año de 1998).
En 1998, los principales productores fueron:
Rusia

358.000 t

Canadá

430.000 t

Francia...