Produccion Del Acido Adipico

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE INGENIERÍA

CATEDRÁTICO :

Ing. EUFRACIO ARIAS, Wilder

CATEDRA :

SÍNTESIS DE PROCESOS QUÍMICOS

REALIZADO POR :

ALVAREZ GODIÑO, Giovana

SEMESTRE :

VIII

INTRODUCCIÓN

El objetivo de este proyecto es el diseño y estudio de una planta en continuo para la producción de 60000 Tn/año de ácido adípico a partir de la oxidación del ciclohexanol con ácido nítrico.

Unodelosobjetivoseneldiseñodeunaplanta química esquesudesarrolloconlleve elmínimoimpactoambientalposibleasuentorno.

Un análisisextensivoyrigurosodelos residuosquesegeneranysus posibilidadesde tratamiento,permitenobtenerundesarrollosostenibledelproceso.

Sesabequetodaslasplantasdelaindustria química,tienenunelevadoimpacto ambiental. Undesarrollodeficiente delapolíticaambientalpuedecomportarunconjuntode efectosdirectosoindirectos enunlargoocortoplazodetiempotantoparalosseresvivos comoparalasactividadeshumanas.

Sehadiseñadounaplantaquímicateniendomuypresenteelrespetoporelmedio ambiente.Sehaintentadodeterminar eltratamiento óptimoparatodoslostiposderesiduos quesegenerandesdesuconstrucciónhastasupuestaenfuncionamiento.

NIVEL 0: INFORMACIÓN DE ENTRADA:

INFORMACIÓN BÁSICA:

La reacción principal es la formación de ácido atípico a partir de ciclohexanol

C6H12O + 2HNO3 C6H12O4 + N2O + 2H2O (1)

C6H12O + 2HNO3C6H10O5N2 + 2H2O (2)

La reacción (2) es una reacción intermedia en la que se forma el ácido nitrolítico que en una reacción posterior da ácido adípico

C6H10O5N2 C6H12O4 + N2O (3)

El ciclohexanol también forma en menor medida otro intermediario (4); la diona que da se oxida con el ácido nítrico a ácido glutárico (5), succínico (6) y adípico (7):

2C6H12O + 2HNO3 C12H20O5 + 3H2O + N2 (4)

C12H20O5 + HNO3 2C5H8O4 + 2C02 + 5/2H2O + ½ N2O (5)

C12H20O5 + HNO3 2C4H6O4 + 4C02 + 7/2H2O + N2O (6)

C12H20O5 + 4HNO 2C6H12O4 (7)

Además se generan otras reacciones secundarias en las que se forman los óxidos de nitrógeno NO y NO2.

Los datos necesarios para resolver el balance de materia se han tomado diferentes patentes, las principales características del reactor son:

Temperatura:

Etapa 1: 35 ºC

Etapa 2: 57,5 ºC

Presión: 4 bar

Concentración de ácido nítrico 32,6 %wt.

Tiempo de residencia: 9,6 min

Concentración de catalizador:

Cu(NO3)2 : 0,02 mol/lo NH4VO2 : 0,02 mol/l

Las materias primas que se introducen a los dos reactores en paralelo son las corrientes de ciclohexanol y ácido nítrico frescas y la corriente de recirculación que contiene ciclohexanol, agua, ácido nítrico y una pequeña parte de ácido succínico.

Las entradas y salidas de las dos etapas de reacción son:

Etapa 1:

INFORMACIÓN Y PROPIEDADES DE LOS COMPONENTES A REACCIONAR

ACIDO ADIPICO

El ácido adípico o ácido hexanodioico es el compuesto orgánico con la fórmula (CH2)4(CO2H)2. Desde la perspectiva industrial, es el más importante ácido dicarboxílico: Anualmente se producen unos 2,500 millones de kilogramos de este polvo blanco cristalino, principalmente como un precursor de la producción del nylon. El ácido adípico en raras ocasiones se hace presente en la naturaleza.3 A pesar de su nombre (del Latín adipis, grasa corporal), este ácido no es constituyente de grasas naturales, pero sí se encuentra como producto de degradación oxidativa de aceites.4

TIPOS PELIGRO/ EXPOSICION

INCENDIO

EXPLOSION

INHALACION

OJOS

PELIGROS/ SINTOMAS AGUDOS

Combustible.

Las partículas finamente dispersas forman mezclas explosivas en el aire.

Tos, dolor de garganta.

Enrojecimiento, dolo PREVENCION

Evitar llama abierta.

Evitar el depósito de polvo. Sistema cerrado, equipo eléctrico y de alumbrado a prueba de explosión de polvo. Evitar la generación decargas electrostáticas (p. ej. con conexión atierra)

¡EVITAR LA DISPERSION DEL POLVO! ¡HIGIENE ESTRICTA!

Extracción localizada o protección respiratoria.

Guantes protectores trajes de protección.

Gafas ajustadas de seguridad o protección ocular combinada con la protección respiratoria.

No comer, beber ni fumar durante el trabajo.

PRIMEROS AUXILIOS/ LUCHA CONTRA INCENDIOS

Espuma, dióxido de carbono, pulverización con agua, polvo.

En caso de incendio: mantener fríos los bidones y demás instalaciones por pulverización con agua.

Aire limpio, reposo y someter a atención médica.

Quitar las ropas contaminadas, aclarar la piel con agua abundante o ducharse.

Enjuagar con agua abundante durante varios minutos (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad), después consultar a un médico.

Enjuagar la boca, reposo y someter a atención médica

IMPACTO AMBIENTAL

Es posible la explosión de polvo si se encuentra mezclada con el aire en forma pulverulenta o granular. Si está seca, puede cargarse electrostáticamente por turbulencia, transporte neumático, vertido, etc.

La sustancia se descompone al calentarla intensamente, produciendo vapores volátiles de ácido valérico y otras sustancias. La sustancia es un ácido débil. Reacciona con materiales oxidantes.

Estos compuestos pueden reaccionar con otras sustancias en el suelo

ESTABILIDAD

Estabilidad: Estable en condiciones normales de uso y almacenamiento (presión atmosférica, temperatura ambiente, bajo sombra, humedad relativa máxima 80%, recipientes con perfecta hermeticidad).

Productos de descomposición: Ninguno, no se produce polimerización.

Incompatibilidad: Húmedo, es altamente corrosivo para la mayoría de los metales. Con algunos compuestos orgánicos puede ser explosivo. Además evite el amoníaco, el acetileno, grasas lubricantes, hidrocarburos, éter. Reacciona violentamente con alcoholes.

Condiciones a evitar: Calor, Humedad, compuestos incompatibles. No utilice materiales o sellos de hule para sistemas con cloro líquido.

COSTOS DE MATERIA PRIMA

TABLA DE COSTOS DE MATERIA PRIMA:

COSTO DE MATERIA PRIMA

ciclohexano 0.178 U$/lb

Acidonitirco 0.12U$/lb

ciclohexanona 0.4635U$/lb

TABLA DE COSTOS DE PRODUCTOS:

AcidoAdipico 0.35 U$/lb

TABLA DE COSTOS DEL SUBPRODUCTO COMO COMBUSTIBLE

VALOR DEL COMBUSTIBLE 4.0 U$/〖10〗^6BTU

COSTOS DE SERVICIOS

DESCRIPCIÓN DE LA PATENTE

Antecedentes de la invención

Esta invención se refiere a un nuevo procedimiento para la recuperación de ácido adípico a partir de la corriente separada de los subproductos obtenidos a partir de la oxidación de mezclas comerciales de ciclohexanol / ciclohexanona con ácido nítrico y el aislamiento de la mayor parte del ácido adípico resultante por cristalización. Al mismo tiempo, el residuo de destilación obtenido después de la elaboración por destilación del ácido glutárico dejó en el licor madre desde el proceso se pone a un propósito útil.

Ácido glutárico y succínico se obtienen como subproductos en la preparación de ácido adípico mediante la oxidación de mezclas comerciales de ciclohexanol y ciclohexanona usando ácido nítrico. En comparación con el ácido adípico, el ácido glutárico y succínico se concentran en la mayor medida en las aguas madres de la cristalización de ácido adípico. Por lo tanto, parte de este licor madre se descarga del proceso para evitar la acumulación de subproductos.Después de la separación de ácido nítrico y agua, la mezcla de ácido dicarboxílico obtenido se puede tratar mediante destilación para producir "ácido glutárico técnica". El residuo de destilación obtenido de este modo contiene principalmente ácido adípico, los productos de coque, y catalizadores de metales como el cobre o vanadio.

El ácido presente en la mezcla de ácidos dicarboxílicosadípico (aproximadamente 25 a 35% en peso) se pierde como ácido adípico. Este ácido adípico perjudica la calidad del ácido glutárico técnica obtenida, afectando de esta manera la utilidad del ácido glutárico técnica para el bronceado, y aumenta la cantidad de residuo de la elaboración por destilación de ácido glutárico.

Por lo tanto Numerosos procesos se han desarrollado para la recuperación de ácido adípico. Según la patente EE.UU. N º 3.790.626, el ácido adípico se puede extraer, por ejemplo, con ciclohexanol y / o ciclohexanona. Según la patente EE.UU. N º 4.146.730, forma de ácido glutárico y succínico aductos con urea, de la cual se puede separar el ácido adípico.

La conversión de los ácidos glutárico y succínico en imidas y su separación también se ha descrito. Patente de EE.UU. N º 3.818.081). La reacción con alquilamina convierte el ácido glutárico y succínico en amidas, que después se separan a partir de ácido adípico (Solicitud de Patente Europea 33851). Patente de EE.UU.. N º 4.442.303 describe la esterificación de ácidos dicarboxílicos y el

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