Produccion de estireno

El estireno es un líquido incoloro cuyo punto de ebullición a temperatura normal es de 145ºC. Es un monómero “commodity” que se emplea para fabricar diversos polímeros como el poliestireno, las resinas ABS, los cauchos, poliésteres. La gran mayoría de la producción es vía etilbenceno, es decir, empleando como materias primas el benceno y el etileno. La producción anual está alrededor de 19millones de toneladas teniendo una buena tasa de crecimiento, algo superior al 4% anual, y que debe guardarse en ausencia de luz, pues con ella se polimeriza convirtiéndose en una masa sólida.
El Estireno, también conocido como Feniletileno o Vinilbenceno, es uno de los monómeros aromáticos insaturados más importantes. Después de polietileno y PVC (Policloruro de Vinilo) el plástico de mayor consumoes el Poliestireno.
El método más común de obtención del monómero Estireno es la Deshidrogenación Catalítica de Etilbenceno. Los primeros pasos para el desarrollo de procesos comerciales para la obtención de estireno, basados en la Deshidrogenación de Etilbenceno se dieron en los años 30.
La producción de Estireno a partir de Etilbenceno es una reacción endotérmica en fase gas, y el H2 formadose puede quemar para aportar calor al reactor.
El catalizador más usado está constituido por una mezcla de Fe2O3 más Cr2O3.
La producción de Estireno está favorecida por temperaturas altas y bajas presiones de H2. La Deshidrogenación es llevada a cabo en presencia de H2O (vapor de agua) el cual es una fuente de calor y un diluyente para reducir la Presión parcial de los reactantes. Aunque laselevadas temperaturas alcanzadas con la adición de H2O (v) favorecen la conversión a estireno, algunas reacciones secundarias pueden llevar a unas altas temperaturas en el reactor.
La Deshidrogenación directa de Etilbenceno a Estireno es llevada a cabo por el 85% de la producción industrial. La reacción es endotérmica y puede ser llevada a cabo tanto adiabáticamente como isotérmicamente. Ambosmétodos son usados en la práctica.
El vapor de agua en la Deshidrogenación de Etilbenceno tiene tres misiones fundamentales:
• Bajar la presión parcial de Etilbenceno.
• Aportar el calor necesario de reacción.
• Limpiar el catalizador del carbono.
El Catalizador que normalmente se usa y que ha dominado el mercado por muchos años es el SHELL-105, este fue el primero en incluir el potasio como unpromotor para la reacción agua-gas.
La composición más común de este catalizador es 90% Fe2O3, 4%Cr2O3 y 6% K2CO3. La forma estable del hierro bajo las condiciones de reacción es probablemente Fe3O4, el cual está estabilizado por el Cr2O3.
A la temperatura de reacción el carbonato potásico es considerablemente volátil y esto hace que sea lentamente perdido. Por esto es que el carbonato debe serrepuesto por adición a la alimentación. Comercialmente se suelen utilizar partículas de catalizador extraídas de 4-6 mm de diámetro. La selectividad del catalizador se puede mejorar utilizando tamaños más pequeños, pero esto tiene unas consecuencias no deseadas, incrementos de presión.
 Proceso de fabricación de Estireno:

El etilbenceno sufre una reacción de deshidrogenación catalítica aestireno en presencia de vapor. El reactor empleado es un reactor de lecho fijo con flujo radial. La reacción de Deshidrogenación es favorecida a bajas presiones y se realiza normalmente en condiciones de vacío. Además del estireno se producen como subproductos principales el benceno y el tolueno junto con otros productos más ligeros. Dado que la reacción es endotérmica se necesita aportar calor a lamisma, este calor de reacción es aportado por una corriente de vapor en estos reactores adiabáticos. El vapor es previamente sobrecalentado en un horno “superheater” y posteriormente entra en el reactor junto con el etilbenceno. El vapor se emplea como fuente de energía ya que favorece que no se forme coque.

La salida del reactor tiene un calor residual que se aprovecha para precalentar la...