Planta de producción de acetona a partir del isopropanol. Universidad Veracruzana Presentan: • López Hernández Vita • Isidoro Pió Ángel de Jesús Catedrático: • Valdés Sánchez Teresa de Jesús.
Planta de producción de acetona a partir del
isopropanol.
Universidad Veracruzana
Presentan:• López Hernández Vita• Isidoro Pió Ángel de Jesús
Catedrático:• Valdés Sánchez Teresa de Jesús.
Introducción
La acetona o propanona es un compuesto químico de fórmula química CH3(CO)CH3 del grupo de las cetonas que se encuentra naturalmente en el medio ambiente. A temperatura ambiente se presenta como un líquido incoloro de olor característico. Se evapora fácilmente, es inflamable y es soluble en agua.
METODOS DE OBTENCION
VIA CUMENO
VIA ALCOHOL ISOPROPILICO
¿Por qué es mas viable nuestro
Usos de la acetona.
Como disolvente Metil Metacrilato, Acido metacrílico y bisfenol A, metil isobutil cetona.
Aplicaciones médicas y farmacéuticas. Industria de lacas, barnices y colorantes Fabricación de plásticos, fibras,
medicamentos y otros productos químicos.
Estudio de mercado
Empresas que consumen la acetona en el estado.
Ber & mer (Córdoba , Veracruz., México) D & a (Córdoba carretera Veracruz - México) GIPSA (Villahermosa, Tabasco) Unigel Acrilicos (Cosoleacaque, Ver.) Tlaxcantitla Parra Misael (Veracruz, México) Pinturas Y Equipos De Coatzacoalcos Pinturas Optimus (Martinez de la
torre ,Veracruz) Setemi (Boca del Río ,Veracruz) Zage (Boca del Rio, Veracruz)
Principales distribuidores de acetona en Veracruz
Químicos Orizaba (Orizaba, Veracruz) Clariant( Coatzacoalcos, Veracruz) FEFERME (Minatitlán, Veracruz) CELANASE ( Coatzacoalcos, Veracruz) Petroquímica Morelos Petroquímica Cangrejera
DEMANDA
85 057 USD/ TONELADA METRICA
Localización de la planta
Debido a la cercanía de las empresas que consumen acetona, la empresa estará localizada en Córdoba, esto para satisfacer las demandas del municipio de Boca del Río. Además, que se toma en cuenta que la materia prima se adquirirá de empresas que están establecidas en el Estado de México.
Productos y subproductos
Producto y subproducto
Acetona
Hidrogeno
Propiedades físicas y químicas de la acetona
Peso molecular: 58.08 gr/mol Estado físico: líquido Color: incoloro Olor: Dulce y aromático Temperatura de fusión: 56.02°C Temperatura de ebullición: -95.4°C Solubilidad: Completamente soluble en
Agua. Muy soluble en Alcohol Etílico, Dietil Eter, Cloroformo y Benceno
Propiedades físicas y químicas del hidrógeno
Peso molecular: 2.01594. densidad de 0.071 g/l a 0ºC y 1 atm. Inflamable
Pureza del producto
El producto tendrá una pureza del 99%.
En el caso del hidrógeno, este también tendrá una pureza de 99% y se comercializará en estado líquido para facilitar su transporte.
Costo del producto y sobproducto
Acetona: 2200 USD / tonelada métricas
Hidrógeno: 2470 USD/ tonelada métrica
Usos del hidrógeno
En la síntesis del amoniaco. Reacción porrompimiento por hidrógeno
(hydrocracking) En el tratamiento con hidrógeno para
eliminar azufre. En la hidrogenación catalítica de aceites
vegetales líquidos insaturados para obtener grasas sólidas.
como un propulsor de cohetes impulsados por energía nuclear.
Producción por año.
Acetona: 76,000 tons/año
Hidrógeno: 1,620 tons/año
Materias primas
Alcohol Isopropilico
Es un compuesto químico con la fórmula molecular C 3 H 7 OH. Es un incoloro , inflamable compuesto químico con un fuerte olor . Es el ejemplo más simple de un alcohol secundario , en el que el alcohol átomo de carbono está unido a otros dos átomos de carbono a veces se muestran como (CH 3 ) 2 CHOH. Es un estructural isómero de propanol . El alcohol isopropílico se desnaturaliza para ciertos usos.
Propiedades físicas y químicas
Formula química: C3H8O Peso molecular: : 60.1 g/mol Líquido incoloro de olor agradable. Punto de ebullición: 825 ºC a 760 mm Hg Punto de fusión: -88.5 ºC. Densidad relativa: 0.785 a 20 ºC/4 ºC. Solubilidad: Es soluble en benceno. Es
miscible con cloroformo y la mayoría de los disolventes orgánicos. Es insoluble en soluciones salinas.
Cantidades de materia prima por año
Alcohol isopropílico: 85, 000 tons/año
Empresas que producen isopropanol
Química Delta (Edo. de Méx.) Diafra ( Naucalpan, Edo. de Méx.) Millican (Edo. de Méx.) Alveg (Tlalnepantla, Edo. de Méx.) Raw Material Corporation S.A. de C.V.
(México, Edo. de Méx.) Brenntag (Tultitlán, Edo. de Méx.)
Precio del isopropanol
1450-1750 USD/ toneladas métricas.
Servicios auxiliares
Energía eléctrica
La energía eléctrica se comprará, debido a que en el proceso sólo se usará en la instrumentación. Otro uso que se le puede dar a esta es en la iluminación y aparatos eléctricos.
Agua
El agua se obtendrá a partir de un pozo profundo, para eso se tendrá que hacer los tramites correspondientes para poder tomarla de los mantos acuíferos. Después será tratada dependiendo del uso que se le dé.
Agua de caldera
Es conveniente que el agua de caldera sea pura, libre de sales como lo son calcio y magnesio, que son las responsables de las incrustaciones.
Agua de enfriamiento
Las características del agua de enfriamiento es que debe de tener la menor cantidad de sales disueltas, debido a que habrá intercambio de calor y podría causar incrustaciones en la maquinaria. Se debe de tener agua de reserva para recuperar las pérdidas que se presenten durante el proceso.
Combustible
Debido a su fácil transporte (por medio de tuberías) y porque es más económico, se usará gas natural como combustible.
Vapor
El vapor servirá para los intercambiadores de calor, tanto para calentar el reactivo como para calentar la mezcla que se destilará.
Aire comprimido
Se usará aire para el manejo de la instrumentación como válvulas. Las características del aire es que debe de ser seco.
Descripción del proceso
Reacción
CH3–CH3–CHOH CH3–CH3=CO2 + H2
Se necesita 1 mol de isopropanol para producir una mol de acetona e hidrógeno.
ProcesoPor deshidrogenación de Alcohol Isopropílico.
El isopropanol se bombea a un intercambiador de calor para tener un precalentado, para después llevarlo a un reactor.
La reacción ocurrirá con un intervalo de temperatura de 350-400°C y una presión de 2 bar, con una selectividad del 90%.
La corriente de la salida de acetona, agua e hidrogeno se enfría hasta 20°C antes de entrar a una columna, donde se separa el hidrogeno.
Después, se pasa a una segunda columna donde se separa la acetona y el isopropanol que no reaccionó.
La acetona se bombea al almacén, mientras que el isopropanol no convertido va hacia los tanques de almacenamiento para su posterior reflujo.
Diagrama de proceso
Lista de equipo
Equipo clave
Intercambiadores de calor E-112
E-212
E-221
E-231
Tanques F-111
F-223
F-233
F-311
F-312
Calentador E-211
Equipo Clave
Columnas de destilación D-220
D-230
Bombas L-113
L-213
L-222
L-232
L-234
Reactor R-210
Seguridad
Efectos por inhalación de la acetona
Irritaciones en la nariz y en el tracto respiratorio (300 - 500 ppm).
Depresión del sistema nervioso central. Dolor de cabeza (1000 ppm). Náuseas, vómitos, mareos, vértigos y
debilidad (2000 ppm). Inconciencia (10000 ppm). Posible daños a riñones e hígado.
Almacenamiento La Acetona es inflamable, por lo que
todos los contenedores de almacenamiento y transporte se deben etiquetar con el nombre de la sustancia .
Los contenedores se deben proteger del daño físico.
Se debe almacenar en un lugar fresco, seco y bien ventilado, lejos de las áreas con peligro agudo de incendio.