La síntesis de cumeno

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

FACULTAD DE INGENIERIAS FISICOQUIMICAS

ESCUELA DE INGENIERIA QUIMICA

SINTESIS Y ANALISIS DE PROCESOS QUIMICOS

GRUPO D1

PRIMERA ENTREGA (SINTESIS DEL CUMENO)

CESAR AUGUSTO RODRIGUEZ ABAUNZA COD 2073400

BRAYAN CORTÉS LUENGAS COD 2083240

LIBARDO ANDRES PIMIENTO COD

RESUMEN

El cumeno es la materia de base principal para la producción del fenol/ acetona y la demanda es conducida por el crecimiento del mercado para los derivados del fenol y de la acetona tales como bis-fenol A, resinas fenólicas y caprolactama. Taiwán, Japón y EEUU importan volúmenes grandes de cumeno para la producción del fenol. China se pronostica importar cumeno para incrementar su capacidad significativa durante 2007-2012 para suministrar este compuesto en sus plantas de fenol y acetona en su país. Además la demanda creciente para el bisphenol A y las resinas fenólicas darán lugar a la demanda fuerte para el cumeno en el Asia (excepto Japón) en las próximas décadas.

El Cumeno se utiliza como componente de alto octanaje en los combustibles de los aviones, como disolvente de pinturas y lacas de celulosa, como materia prima para la síntesis de fenol y acetona y para la producción de estireno por pirolisis. También se encuentra en muchos disolventes comerciales derivados del petróleo, con puntos de ebullición que oscilan entre 150 y 160 °C. Es un buen disolvente de grasas y resinas y, por este motivo, se ha utilizado como sustituto del benceno en muchos de sus usos industriales.

¿QUE ES EL CUMENO?

Es el nombre utilizado comúnmente para el isopropilbenceno, un compuesto químico clasificado entre los hidrocarburos aromáticos. El cumeno es usado principalmente para co-producir fenol y acetona. En 1995, el 95% del cumeno se empleó para producir estas sustancias, mientras que en el 2002, su consumo aumento hasta el 98%. Se encuentra en el petróleo y en algunos de sus productos derivados, como algunos combustibles. Además se utiliza como componente de alto octanaje en los combustibles de los aviones, en nuestro mercado como disolvente de pinturas y lacas de celulosa, El cumeno también puede aparecer como contaminante en el aire a niveles de ppb muy bajos (0,1 a 2,5 ppb), posiblemente proveniente de la emisión de gases de los automóviles. También puede encontrarse en la sangre y el aire espirado de trabajadores de hospitales o industrias químicas que no están expuestos a este compuesto, en niveles más altos para los trabajadores fumadores que para los no fumadores. Se utiliza en la síntesis de algunos detergentes y principalmente, en la fabricación de fenol y acetona mediante la obtención previa de hidroperóxido de Cumeno.

Es desde el descubrimiento de su transformación en fenol y acetona por el proceso hock y su gran expansión a escala industrial en los años cincuenta, uno de los productos intermedios más importantes.

Los reactantes son alimentados como líquidos de sus respectivos tanques almacenadores, luego se bombean a la presión requerida determinada por las condiciones de operación del catalizador. Los reactantes son mezclados, vaporizados y calentados a la temperatura de operación del reactor; el catalizador convierte los reactantes a los productos deseables e indeseables de acuerdo a las reacciones mostradas a continuación:

Reactivo límite: PROPILENO

Reactivo en exceso: BENCENO

PROPIEDADES DEL CUMENO

El cumeno es un Líquido Inflamable Este material produce vapores en temperaturas ambientales o menores. Cuando está mezclado con aire en ciertas proporciones y es expuesto a una fuente de ignición, su vapor puede causar fuego con llama. Los vapores son más pesados que el aire y pueden viajar las largas distancias hasta alcanzar una fuente de ignición con la producción de fuego o llama. Una mezcla del vapor con aire puede crear un peligro de explosión en espacios confinados tales como alcantarillas.

• Características fisicoquímicas:

Estado: Líquido transparente e incoloro. Líquido inflamable; el vapor puede causar fuego repentino.

Olor: Aromático

Peso molecular: 120,21 g/mol

Fórmula molecular: C9H12

Punto de fusión: – 97 °C

Punto de ebullición: 152 °C

Presión de vapor: 0,4 kPa a 20 °C

Densidad de vapor: 4,2 veces la densidad del aire

Calor de Vaporización: 3.81 x107 J/kmol

Calor de Formación del Cumeno: 3.933 x106 J/kmol

Temperatura de Auto-ignición: 424°C (795°F)

Es soluble en la mayoría de disolventes orgánicas, pero insoluble en agua

PRODUCCION DEL CUMENO

El origen de muchos productos industriales y consumo como la madera terciada y las tablas compuestas unidas con resinas fenolicas, el nylon-6, las resinas epóxicas, y las resinas y solventes de policarbonato se remonta al Cumeno. El Cumeno de alta pureza se produce mediante la alquilación catalítica del benceno con propileno, ya sea en fase liquida o vapor. En la actualidad, en casi todas las plantas nuevas de Cumeno se emplea la tecnología de catalizadores zeoloticos, con la cual se reemplazó a los procesos catalizados con ácido fosfórico solido (SAP, por sus siglas en ingles), en fase vapor o con cloruro de aluminio en fase liquida. La tecnología SAP presenta dos limitantes principales: el rendimiento de Cumeno se limita a 95 por ciento aproximadamente y el catalizador no se puede regenerar, por lo que debe ser desechado. Las plantas que usan cloruro de aluminio generan corrientes de desecho, sufren de problemas de corrosión y producen Cumeno menos puro. En todas las plantas también se han venido utilizando los catalizadores zeoloticos para actualizar y reemplazar las tecnologías anteriores, porque las zeolitas no corren, son regenerables e inocuas para el ambiente, y generan mayores rendimientos de producto de alta pureza.

CUIDADOS AL MONENTO DE PRODUCIR CUMENO

• peligros físicos:

Como resultado del flujo, agitación, etc., se pueden generar cargas electrostáticas.

• riesgo de inhalación:

Por evaporación de esta sustancia a 20°C se puede alcanzar bastante lentamente una concentración nociva en el aire.

• explosión:

Por encima de 31°C: pueden formarse mezclas explosivas vapor/aire.

• peligros químicos:

La sustancia puede formar peróxidos explosivos. Reacciona violentamente con ácidos y oxidantes

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