PRODUCCION DE ACETONA A PARTIR DE ISOPROPANOL

PRODUCCION DE ACETONA A PARTIR DE ISOPROPANOL

RESUMEN EJECUTIVO

La producción industrial de sustancias químicas en Bolivia, son escasas, y monopolizadas por aquellas que lo hacen, pues cubren la demanda interna del mercado, este proyecto tiene el fin de aprovechar los recursos naturales, así como generar empleos directa e indirectamente a la sociedad, en este proyecto se pretende diseñar, dimensionar, estimar la rentabilidad de producir acetona vía Isopropanol

SECCIÓN # I

INTRODUCCIÓN

La acetona, el compuesto químico más importante de las cetonas, debido a su utilidad como solvente y producto químico intermedio, se produce en el mundo a escala industrial desde inicios de los siglos XX. Entre las industrias de procesos que más la emplean se encuentran: la industria de gases industriales, pinturas, colorantes, gomas y lacas, cosméticos y las productoras de materiales fílmicos y fotográficos. Este constituye uno de los reactivos más codiciados por los laboratorios de investigación científica.

En la industria farmacéutica, se emplea como intermediario en la fabricación de vitaminas, policarbonatos, resinas.

La acetona se produce por varios métodos tales como el método de propileno, de alcohol isopropilico, ácido acético, por destilación de madera, vía cumeno.

Siendo el cumeno el método más utilizado para la producción de acetona, pero que presenta riesgos de explosión en la formación del producto intermedio, por tal razón se plantea la producción de acetona por el método de Isopropanol.

La demanda de acetona a nivel mundial es alta por sus distintas utilidades, por tal razón la implantación de una planta producto de acetona es una buena opción de generar ingresos y cubrir la demanda  a nivel local.

ANTECEDENTES

Antes de la segunda guerra mundial, la acetona fue sintetizada por destilación seca de acetato de calcio, luego nuevos métodos surgieron como e proceso de fermentación desarrollado por Weizman y Hamlym que implicaba la conversión de carbohidratos a acetona y alcohol butílico y etílico usando bacilos. Hacia los años de 1950 nuevos métodos aparecieron, entre los que se destacan los procesos de hidroperóxido de cumeno a fenol y la des hidrogenación de alcohol isopropilico.

Pero los procesos descritos por Hock y Lanck Berinch conocido como método de Hock, el cual implico una forma de producir acetona y fenol a bajos costos y excelente producción a partir de cumeno, es así que hacia 1985 el 90% del fenol sintético de los estados unidos se producía vía cumeno, y en los países y territorios como Gran Bretaña, Europa Occidental y otros.

Capacidad de producción mundial de Acetona

A partir de la tabla anterior, se observa que el mayor productor de acetona es Estados Unidos, lo que implica que los mercados próximos de este país pueden contar con una oferta considerable de este producto

La repartición de la aplicación del uso de acetona en los EEUU se encontraba en los siguientes segmentos:

Cianhídrica acetona para Metil metacrilato (MMA) 42%

• Bisfenol a 24%
• Disolventes 17%
• Derivados del Aldol (MIBK Y MIBC) 13%
• Varios 4%

La aplicación más importante de la acetona se encuentra en la fabricación de Metil metalicrato (MMA), mercado que experimenta una demanda creciente del 3% anual desde el 2022 por el incremento en los usos del polimetilmetalicrato (PMMA), un material anti fragmentación alternativo al vidrio en la industria de la construcción.

La demanda de Bisfenol-A y de resinas de policarbonato se ha duplicado en la década de los 1990, convirtiéndose en la segunda aplicación importante de la acetona (7% incremento anual), demandada por la industria del automóvil y de microelectrónica (fabricación de discosde CD y DVD).

La demanda de acetona es un indicador del crecimiento de cada región ya que depende directamente dela marcha de las industrias del automóvil, construcción y microelectrónica. Así entre el 2000- 2001 la demanda decreció un 9% mientras que en el 2002 apunto una recuperación.

JUSTIFICACION

La demanda de acetona sigue en crecimiento por ser requerido síntesis de nuevos productos, en norte américa como se observó anteriormente el crecimiento de un promedio de 3% anuales, y existe una demanda no satisfecha.

A nivel nacional es también alta produciéndose pocas cantidades de 30000 litros y una demanda de 65941 litros en 2008 según datos estadísticos del INE.

Por lo tanto se necesita satisfacer la demanda insatisfecha  y es una buena oportunidad para que el país empieza a generar e importar acetona industrial a otros países con el fin de generar ingresos.

SECCION # II

Estudio de mercado

En los estados unidos, el 90% de acetona manufacturada se realiza mediante el proceso de peroxidacion de cumeno con una capacidad que alcanzo en el 2002 los 1,839 millones de toneladas. En el 2002 la capacidad se repartía en 11 planta de fabricación pertenecientes a:

Haciendo un total de 1,839millones de toneladas

A continuación se observa una tabla de producción mundial de acetona

A partir de la tabla anterior, cabe resaltar el hecho de que estados unidos sea un gran productor de acetona, lo que implica que los mercados próximos a este país pueden contar con una oferta considerable de este producto.

Observemos a continuación su consumo, precio por toneladas y consumo anual de la Habana Cuba

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TECNOLOGÍAS DE PRODUCCIÓN

La síntesis a escala industrial de la acetona se realiza mayoritariamente (90% dela capacidad en EEUU), según el procesos catalítico de hidrolisis en medio acido del hidroperóxido de cumeno, que permite también la obtención de fenol como coproducto, en una relación en peso de 0,61:1.

Un segundo método de obtención (6% de la capacidad de los EEUU en 1995) es la des hidrogenación catalítica del alcohol isopropilico.

Otras vías de síntesis de acetona:

• Biofermentación
• Oxidación de polipropileno
• Oxidación de diisopropilbenceno

De los cuales detallaremos el proceso de des hidrogenación catalítica del alcohol isopropilico

PRODUCCIÓN DE ACETONA APARTIR DE ISOPRANOL

Al comienzo del proceso, incluyendo la alimentación de alcohol isopropilico y agua, y la corriente de reciclo se mezclan en el tanque de alimentación. A partir de aquí, esta mezcla se envía al vaporizador para cambiar la corriente de fase en forma de vapor. Después en el vaporizador se calienta hasta la temperatura de reacción en el calentador. El reactor utilizado es de flujo tubular. Donde se producen acetona y gas hidrogeno, así también se producen y agua i alcohol isopropilico se descargan. La mezcla con acetona, hidrogeno, agua, alcohol isopropilico se envían al chiller y luego al condensador. Después del condensador la mezcla se envía a la unidad de separación flash. Hidrogeno, acetona, Isopropanol y agua se obtienen como producto de cabeza. Este producto es enviado al lavador de gases para eliminar el hidrogeno, el producto de fondo de la unidad flash se encuentra compuesta por acetona, agua, Isopropanol se mezclan con el producto de fondo del lavador antes de la columna. En la columna la acetona se obtiene en la parte de destilados de cabeza en una proporción de 99%p/p en peso.

DIMENSIONAMIENTO DE LA PLANTA

Según los datos siguientes se dimensionara la planta

De la anterior tabla se concluye lo siguiente:

La producción promedio es de 45,7  K-Toneladas métricas/anual

Siendo  esta producción adecuada para satisfacer la demanda insatisfecha que oscila entre el (2-4) %.

CAPITULO # 3

MATERIAS PRIMAS Y SUMINISTROS

ACETONA

• Formula: C3H6O
• Clase de Riesgo Primario UN: 3
• Nombres: dimetil cetona; 2-propanona, beta-Cetopropano

Propiedades físicas para la Acetona

Propiedad

• Peso molecular (g/mol): 50,08
• Punto de ebullición (°C) (760 mmHg): 56.2, 760mmHg
• Punto de fusión (°C):-94,6
• Presión de vapor (mmHg):181,72; 20°C

• 231,06; 25°C

• Gravedad específica (agua=1):0,78998 a 20°C
• Densidad del vapor (aire=1): 2,0
• Velocidad de Evaporación (Acetato de Butilo=1): no reportado
• PH: 2,5
• Solubilidad en agua: miscible a 20°C
• Temperatura de auto ignición (°C):465
• Punto de inflamación: -9

Propiedades químicas

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