Destilación Catalítica
Enviado por Ivonneapg • 3 de Febrero de 2015 • 1.409 Palabras (6 Páginas) • 259 Visitas
Este proceso se lleva a cabo en la producción de polivinil alcohol, todas las simulaciones se llevan a cabo en Aspen Plus , es importante asumir que ambas reacciones ocurren en equilibrio y que este proceso conjunto de reacción destilativa mejora el rendimiento un 10% comparado con un reactor d lecho empacado .
En la producción de polivinil alcohol PVA el metil acetato es producido a una velocidad de 1.68 ton de acetato de metil / ton PVA . El calor total requerido para la optimización de este proceso está estimado en la mitad de la hidrólisis convencional , la simulación generada por Aspen Plus determina 30 etapas en la columna de destilación a unas condiciones de 0.9-1 MPa operando entre 126°C y 138°C, con el fin de generar dimetilo éter de alta pureza.
Las reacciones ocurridas son
2MeOHDME +H2O ( Eterificación)
H2O+ AM - AA +MeOH ( Hidrólisis)
El alimento contiene una composición azeotrópica cercana con unas fracciones másicas de 0.75 y 0.25 (acetato de metil/metano, respectivamente), el agua como producto de la reacción de eterificación es usada como reactivo de la hidrólisis de acetato de metilo.
En la simulación se utiliza un proceso llamado MESH, que consta de una ecuación no lineal para representar el balance líquido – vapor , este equilibrio del proceso es determinado por la energía de Gibbs teniendo en cuenta la base de datos del simulador .
Para el equilibrio físico es necesario establecer los límites de operación donde ocurre la separación de de los azeótropos , usualmente este equilibrio cuenta como una no idealidad , es importante tener en cuenta , parámetros binarios y teniendo en cuenta trabajos previos de laboratorio se ha encontrado que el modelo de NRTL genera estos parámetros . Se reportan datos del sistema acetato de metil-metanol como un azeótropo con una fracción molar de 0.677de acetato de metilo con un punto de ebullición de 54°C.
Después de que la interacción de parámetros ha sido determinada, el modelo de equilibrio es usado para construir el diagrama ternario.
En cuanto el equilibrio químico ,las reacciones consideradas en progreso son hidrólisios del acetato de metilo , la reacción tiene una constante de equilibrio de 0.13 a 25 °C , mientras que para la eterificación la constante de equilibrio tiene un valor de 68.4 a 52.3 en un rango de temperatura de 85°C a 115°C
La reacción total se expresa así:
MA+MeOH DME + AA
Las constantes de equilibrio están basadas en la actividad, para continuar con la simulación de la columna de destilación es importante tener en cuenta los datos cinéticos de la reacción .
En experimento que se lleva a cabo ingresan 150 gr de mezcla de MA/MeOH en una relación de 75/25 con 19 g de catalizador ácido seco
En la parte alta de la columna catalítica de destilación hay un condensador de acero inoxidable el cual permite que los componentes del vapor , se condensen , y el reflujo vuelva al reactor , el condensado es enfriado con agua , la columna tiene una válvula que permite estabilizar la presión , un análisis cromatográfico demuestra que más del 99 % de dimetil éter está dejando el reactor , para ello se usa la válvula.
El reactor opera a 120°C y 1.03 MPa en un periodo de 18 horas , hasta alcanzar el equilibrio, por ende el equilibrio se establece cuando la válvula está cerrada .
Para establecerla correlación y predicción de los datos físicos de equilibrio AQUÍ VA ANALISIS DE LA FIGURA 2 Y 3
La destilación catalítica de lecho está relacionada con la presión y la composición del producto cambiando en el tiempo , la corriente F es la corriente de alimentación , P2 es la corriente de productos ( fase líquida) .
La simulación presenta que un 10 % en peso de la fase líquida es dimetil éter (DME) , el líquido es inyectado a temperatura ambiente y algo del DME que entra en forma líquida se pierde y pasa al flash como gas a P y T ambiente , es importante tener en cuenta que ambas reacciones ocurren en presencia de agua , en la corriente de alimento.
En cuanto
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