Control

CONTROL DE PROCESOS EN PRODUCCIÓN DE ETILBENCENO EN REACTOR CSTR

DIEGO ANDRÉS FORERO RODRIGUEZ

JEFFERSON DOOGLAS OCHOA OJEDA

KENNY ALEJANDRO VELASCO GRANDAS

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

FACULTAD DE INGENIERÍAS FISICO-QUÍMICAS

INGENIERÍA QUÍMICA

BUCARAMANGA

2015

CONTROL DE PROCESOS EN PRODUCCIÓN DE ETILBENCENO EN REACTOR CSTR

DIEGO ANDRÉS FORERO RODRIGUEZ

JEFFERSON DOOGLAS OCHOA OJEDA

KENNY ALEJANDRO VELASCO GRANDAS

Trabajo presentado como requisito parcial para adquirir calificación correspondiente en la asignatura de control de procesos.

Docente

GIOVANNI MORALES MEDINA

Doctor en Ingeniería Química

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

FACULTAD DE INGENIERÍAS FISICO-QUÍMICAS

INGENIERÍA QUÍMICA

BUCARAMANGA

2015

INTRODUCCIÓN

El etilbenceno es un producto “intermedio” que se utiliza en la industria química con el propósito de la producción del monómero estireno, éste es polimerizado a poliestireno, un polímero con gran importancia en la industria. Además, una pequeña parte del etilbenceno es utilizado como solvente en insecticidas, combustibles y pinturas.

La obtención de etilbenceno se basa principalmente en la alquilación de benceno con etileno, esta reacción es muy flexible y se puede llevar a cabo en reactores de fase líquida o fase vapor. La diferencia primordial entre estas dos maneras de procesar el benceno y el etileno, además de la fase en la que se encuentran los compuestos, son los catalizadores que se utilizan. Los diferentes tipos de catalizadores llevan a diferentes productos secundarios, principalmente, gracias a la realquilación del benceno, dietilbencene y otros polietilbencenos.

La dinámica general de plantas de procesamiento de químicos con reciclar el material puede ser muy diferente de la dinámica de las unidades de procesamiento individuales. Reciclar el material puede alterar drásticamente la ganancia y constantes de tiempo global de la planta, y puede dar lugar a un comportamiento oscilatorio o inestable, incluso cuando las unidades de procesamiento individuales son estables por sí mismos. En la mayoría de los casos, reciclar conduce a efectos de retroalimentación positiva. Por ejemplo, el aumento de la concentración de una especie química en una corriente de proceso será normalmente aumentar la cantidad de esta especie en la corriente de reciclado, y, por tanto, dar lugar a un refuerzo del aumento inicial. Se refiere a un mecanismo de auto-refuerzo asociado con el reciclo. [3,5].

Por otra parte, el equipo a utilizar es un reactor CSRT con chaqueta de enfriamiento que trabaja a presión atmosférica (P) y una temperatura (T) indicada, es un tanque donde la masa reaccionante es continuamente agitada de tal manera que se considera como una mezcla completa y, por lo tanto, se asume que sus propiedades son uniformes en todo el interior del reactor.

OBJETIVOS

GENERAL

El objetivo de este trabajo es dar un panorama sobre el comportamiento dinámico de los procesos con el reciclaje interno. El análisis se lleva a cabo con la aplicación de herramientas teóricas y experimentales en el modelo de simulación para un reactor CSTR en la producción de etilbenceno.

ESPECÍFICOS

• Aplicar conceptos adquiridos en la asignatura para el desarrollo del problema a tratar.

• Identificar variables que influyan en el proceso y tomar las medidas correctivas necesarias para la solución del problema.

• Promover a partir de este trabajo, el ámbito investigativo, el deseo de adquirir nuevos conocimientos y el trabajar en equipo para el desarrollo de la actividad  y de nuestra vida profesional.

DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO

ESTADO DEL ARTE

En la actualidad, aunque se utilizan igualmente reactores en fase líquida como en fase vapor para la producción de etilbenceno, William Luyben (3) propone la utilización de un reactor CSTR en fase líquida para la primera etapa del proceso donde el etileno fresco es alimentado junto con el benceno. Nuestro reactor a analizar tiene dos corrientes de alimentación: la corriente (B) de Benceno líquido que entra al 180 °C y 10 bar proveniente del benceno fresco alimentado y del reciclado en secciones más adelante del proceso, la corriente (E) de Etileno fresco líquido que entra igualmente a 180 °C y 10 bar. La corriente (P) de Productos que contiene etileno (Et), benceno (Bn), xileno (X), etilbenceno (EB) y una serie de polietilbencenos (PEB), productos secundarios, que se discutirán más adelante.

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