DISEÑO DE UN REACTOR QUÍMICO PARA LA OBTENCIÓN DE ACRILONITRILO
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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
SEMINARIO DE ACTUALIZACIÓN CON OPCIÓN A TITULACIÓN
DISEÑO, SIMULACIÓN Y CONTROL DE REACTORES QUÍMICOS.
“DISEÑO DE UN REACTOR QUÍMICO
PARA LA OBTENCIÓN DE ACRILONITRILO”
P R E S E N T A N
CU MORLAN SUSANA JAHEL
FLORES CHUMACERO AURORA ISAURA
FLORES VARELA ERICK ALEJANDRO
SAUCEDO HERNÁNDEZ LIZET JAZMIN
DR. ROMAN RAMÍREZ LÓPEZ.
MÉXICO D.F. 9 JUNIO DE 2011
ÍNDICE
Resumen 3
Introducción 4
Generalidades 5
Síntesis de Acrilonitrilo 5
Propiedades Fisicoquímicas 5
Reacciones de Acrilonitrilo 7
Diagrama de Bloques 12
Diagrama de Flujo 13
Usos del Acrilonitrilo 14
Procesos existentes para la fabricación
de Acrilonitrilo 17
Proceso Sohio 23
Criterios de selección 25
Estudio de mercado y localización de la planta 26
Determinación de la capacidad de la planta 29
Descripción del Proceso 30
Descripción detallada del proceso 32
Balance de materia y energía 34
Balance de materia 36
4.2.2. Balance de energía 38
Especificación del equipo 39
Reactor 40
Consideraciones de seguridad 43
Simulación 48
Tabla de resultados 60
Análisis de resultados 75
Conclusiones 76
Bibliografía 77
Anexos 78
RESUMEN
El auge que ha tenido el mercado de las fibras sintéticas y hules de nitrilo, ha provocado un incremento de la demanda de acrilonitrilo, siendo necesario proyectar una planta que satisfaga tales requerimientos, además de contribuir a la exportación de productos petroquímicos mexicanos. Para obtener las fibras sintéticas y hules de nitrilo, se lleva a cabo la polimerización del acrilonitrilo, siendo éste un compuesto muy reactivo debido a los grupos que lo forman, los cuales pueden reaccionar entre sí o con otro tipo de moléculas.
En la actualidad existe una gran diversidad de procesos para la obtención de acrilonitrilo, los cuales se clasifican, de acuerdo a la materia prima que utilizan, en:
Los que no usan propileno
Los que si usan propileno
De estos se seleccionó el proceso SOHIO por ser el que proporciona mayor rendimiento, alta pureza y menor costo de producción, está formado principalmente por tres secciones:
Reacción
Recuperación
Purificación
Con el objeto de evitar posibles averías del equipo por una operación incorrecta, se deberá seguir un procedimiento adecuado para iniciar la operación de los equipos y los servicios requeridos en el proceso, así como para efectuar un paro normal cuando se lleve a cabo la limpieza, mantenimiento e inspecciones periódicas de seguridad.
En caso de presentarse condiciones inseguras que pudieran afectar tanto al personal como al quipo, se podrá llevar a cabo un paro de emergencia.
La naturaleza tóxica y flamable de los compuestos que intervienen en el proceso, hacen que se ponga un mayor cuidado en seguir correctamente las normas de seguridad establecidas.
INTRODUCCIÓN
Después del polipropileno, el derivado más importante del propileno es el acrilonitrilo, que, al igual que el propileno, es un monómero de partida para la obtención de homo y copolímeros, empleados como materias primas en la fabricación de productos indispensables en la vida actual tales como:
Fumigantes
Cauchos
Plásticos
Suelas y Tacones
Partes de automóviles
Fibras sintéticas
Colorantes
Productos farmacéuticos
Aislantes de alambres eléctricos
Teléfonos e instrumentos relacionados
Lodos de perforación
El acrilonitrilo, por ser derivado del petróleo, resulta ser más económico que los compuestos a los que sustituye en la fabricación de los productos anteriormente mencionados, lo cual hace que los precios de estos productos sean más accesibles para la comunidad, tomando en cuenta que la carestía es cada día mayor y la población mexicana aumenta continuamente.
Uno de los objetivos de este anteproyecto es satisfacer la demanda nacional de acrilonitrilo, evitando la fuga de divisas
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