Sinntesis Del Acido Acrilico a Partir De La Oxidación Parcial De Propileno

INTRODUCCIÓN

El ácido acrílico (C3H4O2) es el ácido carboxílico insaturado más simple. En estado puro, es un líquido corrosivo, incoloro y de olor penetrante; es miscible con agua, alcoholes, éteres y cloroformo. Se produce a partir del propileno, un subproducto gaseoso de la refinación del petróleo. Presenta una acentuada tendencia a la creación de polímeros, los cuales se utilizancomercialmente en su forma neutralizada (como el poliacrilato de sodio).
Hoy en día la mayor parte del ácido acrílico se produce a partir del propileno, que también es la materia prima de la acroleína. El proceso por oxidación del propileno involucra la oxidación catalítica heterogénea del propileno en fase vapor con aire y vapor para dar el ácido acrílico. Generalmente el producto que sale del reactor esabsorbido en agua, extraído con un solvente apropiado y destilado para dar el ácido acrílico glacial grado técnico.
El ácido acrílico se usa como intermediario en la producción de acrilatos. Los polímeros del ácido y sus sales sódicas se utilizan como floculantes y dispersantes. Las sales de sodio tienen importancia industrial
La aplicación de los esteres acrílicos están presentes en lafabricación de:
Pinturas para Arquitectura.
Recubrimientos y lacas.
Sistemas curables con radiación.
Adhesivos y compuestos de sellado.
Asimismo en las siguientes industrias tienen diversas aplicaciones:
Industria del papel.
Industria textil.
Industria de la piel o el cuero.
Como se puede observar, la versatilidad del ácido acrílico y sus derivados es muy amplia y existen aplicaciones enlos más variados campos y aún muchas más en desarrollo.

NIVEL I INFORMACIÓN DE ENTRADA

1) Información sobre las reacciones y condiciones

• Se tienen 3 reacciones en la producción de acido acrílico:

Reacción primaria:

1)

Reacciones secundarias:

2)

3)

La selectividad de la reacción 2 es: S=13.5
La selectividad de la reacción 3 es: S=1.6

• Las condiciones en el reactorson:

Temperatura (entrada): 190 oC
Presión: 446 KPa
Temperatura (salida): 290 oC

• Estado de reacción:

Fase: Gas
Reacción: Catalítica
Reacción: Exotérmica

• La cinética de reacción esta dado por:

La cinética de reacción para este reactor esta dada:



Donde:

i Ei
(Kcal/Kmol) Ko,i
Kmol/m3h reactor (KPa)2
1 15000 1,59.105
2 20000 8,83.105
3 25000 1,81.108

Lacinética presentada solo es aceptable para un rango de 250-330°C, por encima de los 300°C empieza el coqueo del catalizador, es decir, se deposita carbón sobre la superficie del catalizador dejándolo desactivado y por debajo de los 250°C la velocidad de reacción desciende rápidamente, debido a estos efectos el catalizador no debe de operar fuera de los limites de temperatura.

2) Velocidad deproducción del Acido Acrílico

50000 TM/año (86.72 Kmol/h)

3) Materia prima

Propileno: Vapor puro, 25 oC, 446 KPa
Aire: 218 oC, 446 KPa
Vapor a baja presión.
La mezcla de alimentación debe tener los siguientes componentes:
Aire (conteniendo oxigeno, nitrógeno, vapor de agua): 55% molar
Vapor: 40% molar
Propileno: 5% molar
La temperatura de entrada al reactor es: 190 oC

4) Informacióndel producto (acido acrílico)

a. Capacidad: 50.000 Ton/año=86.72Kmol/h
b. Pureza: 99.9%
c. Precio: 1.92$/Kg.

5) Información de catalizador

a. Paladio metálico sobre un soporte de carbono

b. En general, el paladio se emplea en cantidades de aproximadamente el 0.01% a 10%, preferentemente cerca del 1% al 6%, por ejemplo, 5% en peso del catalizador soportado

c. El tiempo de vidadel catalizador es aprox. tres años

6) Restricciones del proceso

a. se recomienda que la razón de agua y propileno no debe ser menos de de 4:1 sobre una base molar, este vapor se utiliza para inhibir la formación de coque en el catalizador por debajo de la temperatura de 330 º C

b. La temperatura de reacción es de 70 ° a 300 ° C, preferentemente entre 90 ° a 150 ° C

c. Es muy...