Produccion De Propilenglicol

Diseño de Reactores

Producción de Propilenglicol

Diseño de reactor Producción de propilenglicol
Es un compuesto orgánico (un diol alcohol), usualmente insípido, inodoro, e incoloro líquido aceitoso claro, higroscópico y miscible con agua, acetona, y cloroformo. Se manufactura por hidratación del óxido de propileno.

Usos y aplicaciones
         Como humectante en productosfarmacéuticos, Cosmética, alimentos y tabaco Como solvente para coloración de alimentos y saborización. Como anticongelante de alimentos. En máquina de humo para hacer humo artificial para entrenamiento de bomberos y producciones teatrales. En desinfectantes de manos, lociones antibacterianas, y solución salina. Como ingrediente en muchos productos cosméticos, Como ingrediente primario de la pintura.Como ingrediente de base en aeronaves fluidificante y en ciertos anticongelantes de vehículos. Como fluido hidráulico para máquinas.

Tamaño de planta
El tamaño de planta es alrededor de 800 millones de lbm de propilenglicol anuales. En este caso se tomara el 23.5% de esta cantidad para el diseño del reactor. Suponiendo que la planta trabajará 300 días al año, entonces la producción por horaes: 2615 lbm de propilenglicol.

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Diseño del Reactor Isotérmico
La reacción se puede llevar a cabo a temperatura ambiente siempre y cuando se catalice con acido sulfúrico. C3H6O + H2O
H2 SO4

C3 H8O2

Nomenclatura: A = C3H6O B = H2O C = C3H8 O2

La reacción es de primer orden aparente, debido a que el agua es alimentada en exceso. Elagua contiene 0.1% peso de H2SO4 La constante de velocidad en función de la temperatura es:

Los reactivos entrarán a 535 °R y 1 atm (cte)

1. ESQUEMA
H2 SO4

A + B P = 1 atm T = 535 °R FAo = 43 lbmol/h FBo =803 lbmol/h



C

X = 0.8

FA FB FC

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1.1 Flujo Volumétrico

Como T = To P = Po = 1 atm se considera que Z = Zo,entonces queda Ecn (1.1)

2. TABLA ESTEQUIOMETRICA Especie A B C Total Entrada (lbmol/h) FAo FBo FCo FTo Cambio (lbmol/h) - FAoX - FAoX FAoX - FAoX Remanente (lbmol/h) FA=FAo(1-X) FB=FAo( FC=FAo( FT
B-X) C

Concentración (Lbmol/ft 3)
CA=CAo( CB=CAo( CC=CAo(

+X)

CT

B=

18.67

C=

0

3. ECUACIONES DE DISEÑO
Ecn (3.1)

Ecn (3.2)

A 535° R : k = 0.98353 h -1

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4. RESOLUCIÓN El flujo volumétrico de B es 3 veces el de A, entonces : vAo= 47 ft3/h vBo= 141 ft3/h vo = 188 ft3/h CAo= (43 lbmol/h)/188 ft3/h CAo= 0.228 lbmol/ft 3 Combinando las ecuaciones anteriores: Ecn (4.1) Los resultados son los siguientes: Tabla 4.1 conversión y volumen
X 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 V (ft³) 0 21,2 47,5 80,9 125,2 186,9278,9 431,5 735,8 1646,9

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Gráfico de volumen vs conversión
1800

1600
1400 Volumen del reactor 1200

V (ft³)

1000 800
600 400

200
0 0 0,15 0,3 0,45 Conversion 0,6 0,75 0,9

Figura 4 .1 Volumen del reactor en función de la conversión.

Por ejemplo: Si X = 0.8 , sustituyendo en la ecuación 3.3,

5. DIMENSIONES DEL REACTORISOTÉRMICO

Para optimizar el costo de material en la construcción se tiene que la relación óptima del diámetro respecto a la altura para un volumen fijo es para un reactor sin tapa es D/H = 2

H = 6.2 ft

D = 12.3 ft

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Diseño del Reactor No Isotérmico
1. ESQUEMA
H2 SO4

A + B P = 1 atm T = 535 °R FAo = 43 lbmol/h FBo =803 lbmol/h

C

Ta = 545°R

X = 0.8 T=590°R P = 1 atm

FA FB Fc

1.1 Flujo Volumétrico

P = Po = 1 atm se considera que Z = Zo, entonces queda Ecn (1.1)

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Producción de Propilenglicol

2. TABLA ESTEQUIOMETRICA Especie A B C Total Entrada FAo FBo FCo FTo Cambio - FAoX - FAoX FAoX - FAoX Remanente FA=FAo(1-X) FB=FAo( FA=FAo( FT
B-X)

Ci
CA=CAo( CB=CAo( CC=CAo(

C...