ANHÍDRIDO ANHÍDRIDO FTÁLICO FTÁLICO GENERALIDADES DEL PROCESO DE PRODUCCIÓN Y RELACIÓN CON EL MANEJO DE SÓLIDOS PRESENTADO POR: FABIÁN SAMBRANO AGUILAR JUAN FELIPE FELIPE PARRA PARRA AY AYALA FABIÁN LEONARDO RONDÓN GONZÁLEZ WILSON FELIPE BOHÓRQUEZ MALAVER JUAN ANTONIO GARCÍA CORTÉS CORTÉS
Asignatua: Man!"# $! S%&i$#s D#'!nt!: Jai# En!st# P!i&&a P!i&&a () $! s!*ti!+,! $! -)(. Fa'u&ta$ $! Ing!ni!/a
Uni0!si$a$ Na'i#na& $! C#&#+,ia S!$! 1#g#t2
DESCRIPCIÓN DEL ANHÍDRIDO FTÁLICO Y SUS APLICACIONES E& an3/$i$# 4t2&i'# !s una +#&!'u&a #gani'a 5u! s! !n'uanta '#+# un s#&i$# 'ista&in# a '#n$i'i#n!s a+,i!nta&!s !st2n$a6 Esta +#&!'u&a !s $! gan i+*#tan'ia in$ustia& *#5u! !& 7)8 $! su s/nt!sis s! $!stina a us#s '#+#: *&asti9'ant! *aas &as !sinas $! PC; *#&i!st!!s <*in'i*a&+!nt! *aa &a 4a,i'a'i#n $! 9,as $! 0i$i# !4#=a$#> ? *aa &a 4a,i'a'i%n $! !sinas $! 4ta&at# a&@i&g&i'!#&
6
Ilustración 1. Molécula de Anhídrido ftálico
P# t#$# !& i+*a't# 5u! ti!n! !& an3/$i$# 4t2&i'# s#,! &a in$ustia $! *#&/+!#s; a &# &ag# $!& ti!+*# s! 3a 0!ni$# $!sa#&&an$# $i4!!nt!s tB'ni'as *aa *#$u'i La *i+!a 5u! s! us% !n &a in$ustia 4u! a *ati $!& na4ta&!n# 5u! s! !n'#nta,a !n !& a&5uit2n $! 3u&&a; $#n$! !n 4as! &/5ui$a s! 3a'ia !a''i#na '#n 2'i$# su&4i'# !n *!s!n'ia $! sa&!s $! +!'ui#6 Lu!g# s! $!sa#&&% &a 4#+a *aa 5u! !& na4ta&!n# s! #i$aa '#n ai! 'a&i!nt! !n *!s!n'ia $! 'ata&i=a$#!s $! 0ana$i# ? +#&i,$!n#6 La in$ustia i,a '!'i!n$# a& igua& 5u! &a $!+an$a $!& an3/$i$# 4t2&i'#; ? !& a&5uitan $! 3u&&a !a !s'as#6 Est# #,&ig# ,us'a nu!0as 4#+as; +as !9'i!nt!s ? '#n $i4!!nt! +at!ia *i+a; *aa *#$u'i&#; ? 4u! !n &a $!'a$a $! &#s .)s 'uan$# s! !+*!=# a *#$u'uis! !& an3/$i$# 4t2&i'# a *ati $!& #t#i&!n#; ?a 5u! su a,ast!'i+i!nt# !a '#n9a,&!6 H#? !n $/a +2s $!& .8 $! &a *#$u''i#n $!& an3/$i$# 4t2&i'# s! !a&i=a a *ati $!& #i&!n#; aun5u! an 3a? !+*!sas '#n *&antas +#$!nas 5u! t#$a0/a usan na4ta&!n# '#+# +at!ia *i+a; '#+# !s !& 'as# $! Ni**#n S3#@u,ai6 La !a'''i#n $!& na4ta&!n# *aa *#$u'i !& an3/$i$# 4t2&i'# !s &a sigui!nt!:
E& na4ta&!n# gas!#s# !a''i#na '#n ai! 'a&i!nt! ? *#$u'! *# +!$i# $! una #i$a'i%n !& an3/$i$# 4t2&i'#6 A&gun#s su,*#$u't#s s#n an3/$i$# +a&!i'# ? na4t#5uin#na6 La !a''i#n $!& #i&!n# *aa 4#+a !& an3/$i$# 4t2&i'# ta+,iBn s! *#$u'! '#n ai! 'a&i!nt! !n un &!'3# 'ata&/ti'# $#n$! !& #i&!n# *asa *# 0aias !a''i#n!s *aa &&!ga a& s! an3/$i$# 4t2&i'#; '#+# s! +u!sta !n &a sigui!nt! 9gua6
Ilustración 2. Reacción a partir del o-xileno para la obtención de anhídrido ftálico
PRODUCCIÓN INDUSTRIAL DEL ANHÍDRIDO FTÁLICO Paa &a s/nt!sis $!& An3/$i$# 4t2&i'# a ni0!& in$ustia&; s! 3an $!sa#&&a$# 0ai#s *#'!s#s ,asa$#s !n &as !a''i#n!s ant!i#+!nt! +!n'i#na$as6 En &a in$ustia !& *#'!s# +a?#+!nt! uti&i=a$# !s &a s/nt!sis $! !st! '#+*u!st# a *ati $! &a #i&!n# $!,i$# a 5u! &#s *!'i#s $! &as +at!ias *i+as s#n +2s ,a"#s '#n !s*!'t# a #tas utas $! #,t!n'i%n; &as '#n$i'i#n!s $! #*!a'i%n s#n +2s 4a0#a,&!s a& ta,a"a '#n t!+*!atuas ? *!si#n!s +!n#!s; *# &# tant# !& *#'!s# !s +2s !nta,&!6 ANHÍDRIDO FTÁLICO A PARTIR DE NAFTALENO
En !st! *#'!s# in$ustia&; !& na4ta&!n# !n !sta$# &/5ui$# !s !0a*#a$# ! in?!'ta$# !n &a 'a*a $! t#,!&&in#; !& 'ua& !s ai! *!'a&!nta$#6 P#st!i#+!nt! !nta a un !a't# 'ata&/ti'# $! ti*# 3!t!#gBn!#; !s $!'i; !a'tant!s !n 4as! gas!#sa ? 'ata&i=a$# !n 4as! s%&i$a '#n #*!a'i%n '#ntinua !sta,&!6 Est! *u!$! s! $! 4#+a tu,u&a '#n &as *at/'u&as $!& 'ata&i=a$# !n &!'3# ui$i=a$# $is'#ntinu# # un !a't# PFR +u&titu,u&a $! &!'3# 9"#6
La +!='&a $! ai!0a*# $! na4ta&!n# 5u! ing!sa a& !a't#; ata0i!sa !& &!'3# ui$i=a$# !4!'tu2n$#s! &a !a''i%n $! #i$a'i%n $!& na4ta&!n# a An3/$i$# Ft2&i'#; CO; !nt! #t#s su,*#$u't#s $! &a #i$a'i%n; a$!+2s 3a? 5u! '#nsi$!a 5u! !sta !a''i%n !s $! 'a2't! +u? !#tB+i'#; *# &# tant# !sta gan 'anti$a$ $! 'a&# &i,!a$#; !s ata*a$# *# un int!'a+,ia$# u,i'a$# !n *#si'i%n 0!ti'a& $!nt# $!& &!'3# 'ata&/ti'#6 Ya 5u! &as *at/'u&as $! 'ata&i=a$# !st2n !n sus*!nsi%n; s#n !'u*!a$as *# un 'i'&%n int!n# !n !& !a't# ? una s!i! $! 9&t#s '#n !& 9n $! 5u! a
'#n$i'i#n!s $! #*!a'i%n s! ing!sa una '#i!nt! $! ai! !n s!nti$# in0!s# *aa !t#na !& 'ata&i=a$# a& &!'3#6 E& gas !u!nt! 5u! '#nti!n! an3/$i$# 4t2&i'# 'u$#; nit%g!n#; #ig!n#; %i$#s $! 'a,#n# ? su,*#$u't#s; !s !n0ia$# a un '#n$!nsa$# *a'ia& $#n$! una *#'i%n a*#i+a$a !nt! !& ) 8 a& ) 8 $!& an3/$i$# s! !'u*!a !n 4#+a &/5ui$a ? !& !st# 0a a& sist!+a $! '#n$!nsa$#!s tu,u&a!s !n *aa&!&# $#n$! !s s#&i$i9'a$# !n su su*!9'i! ? *!i%$i'a+!nt! 4un$i$# +!$iant! un 'i'&# $! '#n$!nsa'i%n4usi%n6 E& an3/$i$# 4t2&i'# &/5ui$# s! !n0/a a un sist!+a $! *ui9'a'i%n 9na& 5u! '#nsist! !n un tata+i!nt# tB+i'# $uant! - a () 3#as !n '#n$i'i#n!s at+#s4Bi'as a t!+*!atuas '#+*!n$i$as !nt! (-6- ? --6- C &# 'ua& 4a'i&ita &a '#n$!nsa'i%n ? &a *#&i+!i=a'i%n $! i+*u!=as 5u! s!2n !&i+ina$as +!$iant! una $!sti&a'i%n 4a''i#na$a a& 0a'/# *aa #,t!n! !& an3/$i$# 4t2&i'# *u#6 ANHÍDRIDO FTÁLICO A PARTIR ORTO-XILENO
En !& *#'!s# +2s uti&i=a$# *# &a in$ustia !n &a a'tua&i$a$; !& Ot#Ki&!n# !s &a +at!ia *i+a *aa &a *#$u''i%n $! !st! *&asti9'ant!; ? !& *#'!s# ini'ia& !s un *#'# *a!'i$# a& n#+,a$# ant!i#+!nt! *# !& *#'!s# $!& Na4ta&!n#6
Ilustración 3. ia!ra"a de #u$o del proceso de obtención de Anhídrido %tálico a partir de &aftaleno en base a un reactor catalítico de lecho %i$o
E& Oi&!n# !s 0a*#i=a$# ? '#ns!'uti0a+!nt! $i&ui$# !n una '#i!nt! $! ai! !n !'!s#; *#st!i#+!nt! !st! gas !s *!sui=a$# ? 'a&!nta$# ant!s $! ing!sa a& !a't# PFR +u&titu,u&a ; !st! !a't# 3a'! us# $! un ,a# $! sa&!s 4un$i$as *aa &a !gu&a'i%n $! &a t!+*!atua ? '#n !&&#; *!+iti +a?# 'aga $! ai! '#n Ot#i&!n#6 La !&!0a$a *#$u''i%n $! 'a&# '#n$u'! a un '#nsi$!a,&! a3## $! !n!g/a6 C#+# &a sa& int!i#+!nt! s! !n4/a; s! g!n!a 0a*# a +!$ia # a&ta *!si%n6 Est! 0a*# *u!$! sustitui a&gun#s !5u!i+i!nt#s $! !&!'ti'i$a$ !n !& *#'!s#; *# !"!+*&# *aa i+*u&sa a &a tu,ina $!& '#+*!s#6 E& 0a*# a$i'i#na& s! g!n!a !n !& 'a+,i# $! !n4ia+i!nt# $! gas $! sa&i$a $!& !a't#6 E& an3/$i$# 4t2&i'# 'u$# s! '#n$!nsa !n s!*aa$#!s !s*!'ia&!s 5u! s#n
'#n$!nsa$#!s ti*# sit'3 6 C#n una t!+*!atua $! 4usi%n $! ()C; !& an3/$i$# 4t2&i'# 'u$# s! s!*aa '#+# s%&i$#; usan$# a&t!nati0a+!nt! 0a*# ? agua !n &#s s!*aa$#!s6 E& ai! 5u! sa&! $! &#s s!*aa$#!s '#nti!n! su,*#$u't#s #g2ni'#s6 Est! ai! s! *ui9'a !n !& &a0a$# $! agua # *# in'in!a'i%n tB+i'a 'ata&/ti'a6 E& an3/$i$# 4t2&i'# 'u$# !'#&!'ta$# $! &#s '#n$!nsa$#!s sit'3 !s t/*i'a+!nt! $! 76. 8 $! an3/$i$# 4t2&i'#; '#n *!5u!as 'anti$a$!s $! 2'i$# 4t2&i'#; an3/$i$# +a&!i'#; 2'i$#s +#n# 'a,#/&i'#s ? 4ta&i$a6 Est! an3/$i$# 4t2&i'# !s a'u+u&a$# !n un tan5u! '#&!'t# ? !s !nt#n'!s su"!ta$# a una $!sti&a'i%n a 0a'/# *aa &a *ui9'a'i%n6 OPERACIONES CON SÓLIDOS
C#+# s! *u!$! #,s!0a !n &#s *#'!s#s ant!i#+!nt! $!s'it#s; &#s *in'i*a&!s *#'!s#s $#n$! int!0i!n! !& +an!"# $! s%&i$#s '#!s*#n$! a &#s !a't#!s $! &!'3# ui$i=a$# ? 9"#; $#n$! in'&u?! !& tata+i!nt# $! &#s 'ata&i=a$#!s; &a sus*!nsi%n $! s%&i$#s; !nt! #t#s 4!n%+!n#s i+*#tant!s $!nt# $!& !a't#6 Ilustración '. ia!ra"a de #u$o del proceso de obtención a ni (el industrial del Anhídrido %tálico a partir de )rto-xileno* reactor de l echo +$o.
Ot# *#'!s# a '#nsi$!a !s &a $!sti&a'i%n a& 0a'/# $#n$! !& An3/$i$# 4t2&i'# !nta '#+# s%&i$# !n &#s $#s *#'!s#s ant!i#+!nt! n#+,a$#s; *aa !9na !& '#+*u!st#6 Y *# &ti+# '#!s*#n$!/a a& *#'!s# $! *#$u''i%n !n ,as! a& Ot#i&!n#; $#n$! &#s '#n$!nsa$#!s s#&i$i9'an !& an3/$i$# 4t2&i'# ? *#st!i#+!nt! !s! s%&i$# !s a'u+u&a$# !n un tan5u! '#&!'t#6 E& !n4#5u! 5u! s! &! $a2 !n !st! *#?!'t# $! $is!#; !sta2 #i!nta$# a& $is!# $!& !a't# 'ata&/ti'#; ? !& '#!s*#n$i!nt! +an!"# $! s%&i$#s $!nt# $!& !a't#6 PRODUCCIÓN A NIVEL NACIONAL E INTERNACIONAL
L#s *#$u't#!s *in'i*a&!s a ni0!& +un$ia& $! an3/$i$# 4t2&i'# s#n in$ustias '3inas ? !sta$#uni$!ns!s6 Estas !+*!sas s! $!$i'an *in'i*a&+!nt! a &a *#$u''i%n $! 5u/+i'#s ? $! +at!ias *i+as6 Las *in'i*a&!s !+*!sas !n C#&#+,ia s#n A5uit!'n#; 1!tan#; A&5ui0!n; Ca,#5u/+i'as; Dis*#a&5ui+i'#s; Si+a u/+i'a C#&#+,ia; P#0!5ui+; S#+an! ? M!t'3!+i'a&6 Estas !+*!sas *#$u'!n t#$# ti*# $! *#$u't#s 5u/+i'#s a ni0!& in$ustia&6 Ent! &#s *#$u't#s 3a,itua&!s s! !n'u!ntan *#&/+!#s; *&asti9'ant!s; 'ata&i=a$#!s; 4!ti&i=ant!s ? a$iti0#s *aa a&i+!nt#s; *intuas ? $!t!g!nt!s !nt! #t#s6 La gan +a?#/a $! !stas !+*!sas ti!n!n *unt#s $! 42,i'a !n 1#g#t2; aun5u! &a +a?#/a ti!n! a&'an'! na'i#na& ? !gi#na& !n Latin#a+Bi'a6 COMPARACIÓN DE COSTOS POR PROCESO
A *ati $!& a# (7 s! '#+!n=% a usa na4ta&!n# *aa &a *#$u''i%n $! an3/$i$# 4t2&i'# '#n #i$a'i%n !n 4as! &/5ui$a6 D!s*uBs !n (7) s! '!% un +Bt#$# *aa #i$a !& na4ta&!n# !n 4as! $! 0a*#6 Sin !+,ag#; $!s$! 5u! s! *!s!nt% &a !s'as!= $! na4ta&!n# s! 3an ,us'a$# nu!0as +at!ias *i+as *aa &a '!a'i%n $!& an3/$i$# 4t2&i'#6 A *ati $!& a# (7) s! *!9!! !& us# $!& #t#i&!n# '#+# +at!ia *i+a; ?a 5u! !sta !s +2s ,aata ? ti!n! una +a?# !9'i!n'ia $! &a !a''i%n6 Est# 3a ta/$# '#nsig# !& au+!nt# $!& us# $! &#s !a't#!s $! &!'3# 9"#; ?a 5u! 4a0#!'!n !st! *#'!s#6 En &a sigui!nt! ta,&a s! +u!sta &a '#+*aa'i%n $! 0aias 'aa't!/sti'as !n &#s !a't#!s $! &!'3# ,abla 1. o"paración entre costos de los reactores de l echo #uidiado / de lecho +$o
ui$i=a$#6 A$i'i#na&+!nt! s! '#+*aan &#s '#st#s $! &as +at!ias *i+as *in'i*a&!s !n &a sigui!nt! ta,&a6 E& *!'i# $!*!n$! !n gan +!$i$a $! &a '#n'!nta'i%n $! &a *u!=a6 Usua&+!nt! n# s! !5ui!!n '#+*#n!nt!s tan *u#s ?a 5u! s! *u!$!n a&'an=a !9'i!n'ias $! !a''i%n a&tas sin n!'!si$a$ $! au+!nta &#s '#st#s $!
&as +at!ias *i+as6 En &a sigui!nt! ta,&a s! !*#tan &#s $at#s !n $%&a!s: C!"#$#%$ O-/(0$# N12%10$#
P&$'( )*+,. .6). .67
COSTO ANUAL DE PRODUCCIÓN
En &a in$ustia; !& '#st# anua& $! *#$u''i%n $! an3/$i$# 4t2&i'# $!*!n$! !n !& '#st# $! '#+*a $!& !a't# !+*a'a$# '#n su int!'a+,ia$# $! 'a&#; !& '#st#
anua& $! &a +at!ia *i+a !& '#st# $!& 'ata&i=a$# 6 Las ganan'ias s! #,ti!n!n *in'i*a&+!nt! $! &a 0!nta $!& an3/$i$# 4t2&i'#6 A$i'i#na&+!nt!; si s! !'u*!a !& an3/$i$# +2&i'# $!& *#'!s#; !st! s! *u!$! 0!n$! '#+# su,*#$u't#6 1asa$# !n !& *#'!s# !a&i=a$# *# A&as+i; A&A,i; A&Q3a#si s! 'a&'u&a !& *#'!nta"! !&ati0# $! &#s '#st#s t#+an$# '#+# ,as! $! '2&'u&# -)6))) t#n!&a$as $! an3/$i$# 4t2&i'# *#$u'i$# a& a# ,abla 2. ostos de producción / porcenta$es relati(os
Í%$! )C3%3 1#410$3. C3% 6$ '!"&1 6$0 &$1'%& C3% 6$ 01 !1%$&(1 "&(!1 C3%3 6$ $#2&(1!($#% C3%3 6$0 '1%10(716& C3%3 %%10$3
V10& 6-6-() ()6( .6) )6--) 66)
5
8 -8 8 (.8 ())8
EL FENÓMENO DE LA FLUIDIZACIÓN La ui$i=a'i%n s! $!9n! '#+# !& *#'!s# !n !& 5u! un &!'3# $! *at/'u&as s%&i$as s! &! 3a'! *asa un ui$# 3asta &#ga una +!='&a 3#+#gBn!a !nt! &as *at/'u&as ? !& ui$#6 E& ui$# !n +#0i+i!nt# as'!n$!nt! ata0i!sa !& &!'3# $! *at/'u&as; !n *in'i*i# !& ui$# s! 9&ta a ta0Bs $! &#s !s*a'i#s !nt! *at/'u&as; &as 'ua&!s *!+an!'!n !n !sta$# !sta'i#nai#; !n !st! !sta$# s! &! $!n#+ina &!'3# 9"#6 A& au+!nta &a 0!&#'i$a$ $! u"# $!& ui$# s! a&'an=a un *unt# $#n$! &as *at/'u&as s! !n'u!ntan sus*!n$i$as *# !& u"# as'!n$!nt! $!& ui$#6 En !st! *unt# &a 4u!=a $! 4i''i%n !nt! !& ui$# ? &as *at/'u&as s! !5ui&i,a '#n !& *!s# $! !stas6 D! !st! +#$# &a *B$i$a $! *!si%n a ta0Bs $! un 0#&u+!n $!t!+ina$# $! &!'3# !s igua& a& *!s# $! &as *at/'u&as !ist!nt!s *# uni$a$ $! 2!a; &a 0!&#'i$a$ su*!9'ia& $!& ui$# !n !st! *unt# s! $!n#+ina 0!&#'i$a$ +/ni+a $! ui$i=a'i%n6
Ilustración 0. Representación !rá+ca de los re!í"enes de #uidiación.
La ant!i# g29'a !s un ,u!n in$i'ati0# *aa !*&i'a 0isua&+!nt! !& 4!n%+!n# $! &a ui$i=a'i%n6 S! #,ti!n! 'uan$#; *ati!n$# $! un &!'3# 9"# ; s! au+!nta &a 0!&#'i$a$ su*!9'ia& ? s! 0a +i$i!n$# &a *B$i$a $! *!si%n6 L#s 4a't#!s *aa t!n! !n 'u!nta a &a 3#a $! !s'#g! !nt! un Bgi+!n ? #t# s#n: E0 '#%1'% 30(6-0(84(6 En !& &!'3# 9"# !& ui$# a& 'i'u&a *# !& !s*a'i# &i,! !nt! &as *at/'u&as sigu! un +#$!&# $! u"# +u? *%i+# a& u"# !n *ist%n6 E& 4un'i#na+i!nt# $!& !a't# !s 42'i& $! '#+*!n$! ? $! +#$!&a6 En !& !a't# $! &!'3# ui$i=a$#; !& +#0i+i!nt# as'!n$!nt! $!& ui$# +anti!n! &as *at/'u&as !n sus*!nsi%n6 E& +#$!&# $! u"# !s '#+*&!"#6 En !& ui$# s! 4#+an ,u,u"as 5u! '#nti,u?!n a !$u'i &a !9'a'ia $!& '#nta't# s%&i$#ui$#6 E0 '#%&0 6$ 01 %$!"$&1%4&1 La '#n$u''i%n tB+i'a !s !& +!'anis+# *in'i*a& $! tans+isi%n $! 'a&# !n un &!'3# 9"#6 C#+# &a '#n$u'ti0i$a$ tB+i'a $!& &!'3# !s !$u'i$a; su!&!n 4#+as! *!9&!s aia&!s ?# a$ia&!s $! t!+*!atua !n !& &!'3#; 5u! *u!$!n s! un *#,&!+a *aa &a !sta,i&i$a$ tB+i'a $!& 'ata&i=a$#6 En !& &!'3# ui$i=a$#; *# !& '#ntai#; !& +!'anis+# ,2si'# !s *# '#n0!''i%n !n !& ui$#6 E& !su&ta$# !s 5u! !& &!'3# ui$i=a$#; !n &a *2'ti'a; !s 'asi is#t!+# E0 %1!19 6$ "1&%:'401 1 $!"0$1& Paa 4a'i&ita &a ui$i=a'i%n &as *at/'u&as g!n!a&+!nt! s#n $! ta+a# !$u'i$# 6 En !& !a't# $! &!'3# 9"#; *aa !$u'i &a *B$i$a $! *!si%n *# 'i'u&a'i%n $!& ui$# s! !+*&!an *at/'u&as 5u! #s'i&an $!s$! (- ++ 3asta 0ai#s '+6 L1 !1#$&1 6$ &$$#$&1& $0 '1%10(716& 10 342&(& 6$313%$ 6$31'%(;1'(<#= L#s 'ata&i=a$#!s su4!n $!sa'ti0a'i%n 'uan$# !st2n !n #*!a'i%n6 Si &a *B$i$a $! a'ti0i$a$ !s &!nta; *u!$! usas! un !a't# $! &!'3# 9"#6 La $i9'u&ta$ a$i'a !nt#n'!s a& $i+!nsi#na !& !a't# ? sustitu?!n$# !& 'ata&i=a$# usa$# !n &as *aa$as *#ga+a$as6 E& &!'3# ui$i=a$# *!+it!
$is!a $is*#siti0#s 5u! 4a'i&itan !& sustitui una 4a''i%n $!& 'ata&i=a$# !n #*!a'i%n *# una 'anti$a$ !5ui0a&!nt! $! 'ata&i=a$# 4!s'#; $! 4#+a 5u! !& &!'3# +anti!n! &a a'ti0i$a$ +!$ia '#n !& ti!+*#6 Est! $is*#siti0# s! uti&i=a; *# '#nsigui!nt!; '#n 'ata&i=a$#!s 5u! s! $!sa'ti0an +u? 2*i$a+!nt!6 L$'> ?4(6(716 ;$#%1@13 6$3;$#%1@13 •
•
!nta"as M!='&as 2*i$as 1u!n '#nta't# *at/'u&aui$# Uni4#+i$a$ !n t!+*!atua ? '#+*#si'i%n !&#'i$a$!s $! tans4!!n'ia $! +asa ? 'a&# +a?#!s 5u! !n #t#s sist!+as $! +!='&a$# R!s*#n$! &!nta+!nt! a 'a+,i#s ,us'#s !n !sta$# $! #*!a'i%n6 D!s0!nta"as E#si%n $! $!*%sit#s ? tu,!/as
Paa !a''i#n!s 'ata&/ti'as !& +#0i+i!nt# $! *at/'u&as 'ata&i=a$#as *##sas;
5u! '#ntinua+!nt! 'a*tuan ? &i,!an +#&B'u&as $! gas !a'tant!; '#nti,u?! a& +!='&a$# *#st!i# $! gas!s $is+inu?!n$# as/ !& !n$i+i!nt# $!& sist!+a6
Ilustración . Reactor de echo %i$o
Ilustración . Reactor de echo %luidiado
CONDICIONES DE CATALÍTICOS
LOS REACTORES
Ilustración 4. Reactor catalítico de lecho #uidiado 5A partir de &aftaleno6
La +!='&a $! ai!0a*# $! na4ta&!n# u?! !n s!nti$# as'!n$!nt! a ta0Bs $!& &!'3# ui$i=a$# !4!'tu2n$#s! &a !a''i%n $! #i$a'i%n $!& na4ta&!n# a An3/$i$# Ft2&i'#; %i$#s $! 'a,#n#; 0a*# $! agua ? una *!5u!a 'anti$a$ $! su,*#$u't#s; '#+# &# s#n &as 5uin#nas; an3/$i$# +a&!i'# ? a'i$# ,!n=#i'#V !& 'a&# 5u! s! &i,!a !s +u? a&t# ? s! !&i+ina +!$iant! un int!'a+,ia$# $! 'a&# 5u! !st2 u,i'a$# !n *#si'i%n 0!ti'a& $!nt# $!& &!'3# 'ata&/ti'#6 Ya 5u! &as *at/'u&as $! 'ata&i=a$# !st2n !n sus*!nsi%n; !stas s#n aasta$as !n &a '#i!nt! $! &#s *#$u't#s gas!#s#s; *# &# tant# !stas *at/'u&as s#n !'u*!a$as !n un s!*aa$# 'i'&%ni'# int!n#; *#st!i#+!nt! &#s gas!s 5u! '#nti!n!n *#'a '#n'!nta'i%n $! 'ata&i=a$# !n sus*!nsi%n; s#n !n0ia$#s a una s!i! $! 9&t#s '!2+i'#s $is!a$#s '#n !& 9n $! 5u! a '#n$i'i#n!s $! #*!a'i%n +!$iant! +!'anis+#s si+u&t2n!#s 5u! '#nsist!n !n 5u! *# un# $! &#s 9&t#s !s ing!sa$a una '#i!nt! $! ai! !n s!nti$# in0!s# ? $!sta*a !& 9&t# $#n$! s! a'u+u&a !& 'ata&i=a$#
E& &!'3# ui$i=a$# !st2 '#+*u!st# *# 0ai#s tu,#s; *# $!nt# $! !&&#s 'i'u&a agua !n su *unt# $! !,u&&i'i%n 5u! s! uti&i=a *aa &a g!n!a'i%n $! 0a*# sin &a n!'!si$a$ $! t!n! un ag!nt! s!'un$ai# $! tans+isi%n $! 'a
CONDICIONES DE OPERACIÓN
R!&a'i%n ai!na4ta&!n# W (-6. T!+*!atua W 6 a 7;. C P!si%n $! a&i+!nta'i%nW 6- At+ REACTOR CATALITICO DE LECHO FIJO )A "1&%(& 6$ O&%-X(0$#.
EL an3/$i$# 4t2&i'# s! *#$u'! ta+,iBn *# &a #i$a'i%n 'ata&/ti'a $! #i&!n# '#n ai! !n !'!s#; !st#s s! *!sui=an; s! 'a&i!ntan ? s! 0a*#i=an; !n un !a't# PFR '#n un 'ata&i=a$# $! -O.6 S! !+*&!a Oi&!n# $! 7.8 $! *u!=a; !& !a't# !s +u&titu,u&a $! a*#i+a$a+!nt! ()))) tu,#s6 E& an3/$i$# 4t2&i'# s! #,ti!n! '#n una s!&!'ti0i$a$ $!& 8 ? tas una $!sti&a'i%n !n $#s *as#s; s! #,ti!n! '#n una *u!=a $! *# &# +!n#s 77686 C#+# su,*#$u't# s! #,ti!n! 2'i$# 4t2&i'#; 4ta&i$a; an3/$i$# +a&!i'#; !nt! #t#s6 L#s !a't#!s PFR; a +!nu$#; s! '#nstu?!n $! +u'3#s tu,#s $! *!5u!#s $i2+!t#s ? $! gan$!s &#ngitu$!s ? s! !+*&!an '#n ui$#s a gan$!s 0!&#'i$a$!s ? *!5u!#s ti!+*#s !s*a'ia&!s6 Est# +ini+i=a !& +!='&a$# aia& $!& ui$#; &i+ita &#s *!9&!s a$ia&!s $! t!+*!atua ? *#0!! !& 2!a $! tans4!!n'ia $! 'a&# n!'!saia6 L#s tu,#s s! a!g&an !n un ,an'# '#+# !n &#s int!'a+,ia$#!s $! 'a S! !+*&!a un ,a# $! sa&!s 4un$i$as *aa su !4ig!a'i%n; '#nt#&an !a'ta+!nt! &a t!+*!atua ? '#n !&&#; a$+it!n una +a?# 'aga $! ai! '#n #i&!n#6 E& !&!0a$# $!sa#&&# $! 'a&# '#n$u'! a un '#nsi$!a,&! a3## $! !n!g/a6 CONDICIONES DE OPERACIÓN
T!+*!atuaW . a () C P!si%n $! a&i+!nta'i%nW (6. ,a
Ilustración 7. Representación de un reactor 8%R "ultitubular de lecho +$o para la producción de Anhídrido %tálico
CATALIZADORES Y PROPIEDADES DEL MATERIAL PARTICULADO EN EL LECHO E& *#'!s# $! *#$u''i%n $! an3/$i$# 4t2&i'# a *ati $! na4ta&!n# in0#&u'a una #i$a'i%n !n 'at2&isis 3!t!#gBn!a; &&!0a$a a 'a,# !n un &!'3# ui$i=a$# '#n4#+a$# *# !& 'ata&i=a$# <%i$# $! ana$i# <>> sus*!n$i$# !n s/&i'a g!&6 Paa &a *#$u''i%n $! an3/$i$# 4t2&i'# a *ati $! #t#i&!n#; s! uti&i=a un &!'3# 9"# '#n 'ata&i=a$# $! %i$# $! ana$i# <>; -O. +!='&a$# %i$# $! titani# 6 Ha? 'ata&i=a$#!s '#n $istintas '#n'!nta'i#n!s $! -O. ? !st# a4!'ta &a s!&!'ti0i$a$ $! &a !a''i%n6 PROPIEDADES DEL CATALIZADOR COMO MATERIAL PARTICULADO C!"3('(<# Q4:!('1 Es &a 5u! $!9n! &as *#*i!$a$!s 'ata&/ti'as; $!,i$# a &a !st!!#5u/+i'a $!& '#+*u!st#; &#s gu*#s 4un'i#na&!s ; ? # &as int!a''i#n!s $B,i&!s <4u!=as $! 0an $!& Xaa&s> 5u! *!s!nta '#n &#s !a'ti0#s6 F&!1: C#+n+!nt! &as *at/'u&as s%&i$as s#n $! 4#+a 'i&/n$i'a; !s4Bi'a; # s#n *aa&!&!*/*!$#s6 Est# s! $!,! a 5u! s#n 4a,i'a$as *# *#'!s#s $! !tusi%n # *!&!ti=a'i%nZ6 La 4#+a $! &as *at/'u&as s! *u!$! 'uanti9'a !n 4a't#!s $! 4#+a '#+# &a !s4!i'i$a$; as*!!=a; t!tua su*!9'ia& D$#3(616 $2$'%(;1: Es &a $!nsi$a$ $! &a *at/'u&a 'uan$# s! !n'u!nta !n un u"#6 S! 'a&'u&a $i0i$i!n$# &a +asa $! &a *at/'u&a s#,! !& 0#&u+!n 3i$#$in2+i'#V !s $!'i t#$# !& 0#&u+!n 5u! #'u*a &a *at/'u&a 6 <[ *>
Paa *at/'u&as '#n *##s a,i!t#s; su!&! s! $i4/'i& t#+a +!$i$as $!
$!nsi$a$ !4!'ti0a; ?a 5u! !n &#s *i'n%+!t#s s! +!$i/a una $!nsi$a$ a*a!nt! 5u! $!s'ata !& 0#&u+!n #'u*a$# *# &#s *##s a,i!t#sV sin !+,ag# ?a s! 3an $!sa#&&a$# una gan 0ai!$a$ $! +Bt#$#s *aa +!$i &a $!nsi$a$ !4!'ti0a $! !st! ti*# $! *at/'u&as6 T1!19 $# 6(!$%& "&!$6( : C#+# &a +a?#/a $! *at/'u&as s#n
i!gu&a!s ; s! uti&i=a !& $i2+!t# !5ui0a&!nt! a una !s4!a '#n igua& !&a'i%n su*!9'i!0#&u+!nV !s $!'i; !& $i2+!t# *#+!$i# $! Saut! <\S>6 L#s 'ata&i=a$#!s ti!n!n un $i2+!t# *#+!$i# !&ati0a+!nt! *!5u!#V usua&+!nt! *#'#s +i&/+!t#s6
∑ n × d = ∑ s × d = 6 × M = S ρ × S ∑ n ×d 3
(1) ḋ ḋ SV
i
i
i
i
2
i
p
i
2
(2 ) si= π × ni × d i
C#n #( !& n+!# $! *at/'u&as !n !& gu*# i; 6( !& *unt# +!$i# $!& int!0a&# $! $i2+!t#s $! &as *at/'u&as $!& gu*# i; M &a +asa t#ta& $! &a +u!sta $! *at/'u&as; ? S &a su*!9'i! t#ta& $! &a +u!sta; +!$i$a *# +!$i# $! &a tB'ni'a BET6
PROPIEDADES DEL LECHO •
D$#3(616 1"1&$#%$ 6$0 0$'>: S! $!9n! '#+# !& '#'i!nt! !nt! &a +asa t#ta& $! *at/'u&as 5u! '#n4#+an !& &!'3# ? !& 0#&u+!n a*a!nt!; si!n$# Bst! &ti+# !& 0#&u+!n t#ta& $! &as *at/'u&as in'&u?!n$# !& 0#&u+!n $!& !s*a'i# &i,! !nt! !&&as6
(3 ) ρ b= •
mb V ap
P&3(616 Ta+,iBn '#n#'i$a '#+# &a 4a''i%n $! 0a'/# $!& &!'3#6 Es &a !&a'i%n !nt! !& 0#&u+!n $!& !s*a'i# !nt! &as *at/'u&as $!& &!'3# ? !& 0#&u+!n a*a!nt! $!& +is+#6
(4 ) ε =1−
∑ V = ρ − ρ h
V ap
p
b
ρ p
]3 !s &a su+at#ia $! !s*a'i#s 0a'/#s !nt! &as *at/'u&as $!& &!'3#
A *ati $! &as !'ua'i#n!s < > ? <> s! $!$u'!:
( 5 ) ρ b=(1 −ε ) ρ p
PROPIEDADES DE ALGUNOS CATALIZADORES EMPLEADOS
NOMBRE
PORCENTAJE EN PESO DE VANADIO
ÁREA SUPERFICIA L )!+.
PTGA<(> PTGA<.> VPTGA). PTG1 P-.
)6 -6. =K )6. )6(
((( 7 (..
TEMPERATU RA DE REACCIÓN EN EL LECHO ). .. .( . .7
PORCENTAJE DE ANHÍDRIDO EN EL PRODUCTO - ( -. (
BIBLIOGRAFÍA •
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A&as+i; A6; A&A,i; A6; A&Q3a#si; A6 6 P1R D!sing 4# P3t3a&i' An3?$i$! P#$u'ti#n6 9ultan :aboos ;ni(ersit/ ; -.;(6 <=s>ueda de 8ro(eedores de Anhídrido %tálico en olo"bia 6 <-)(.;
S!*ti!+,! >6 R!ti!0!$ 4#+ ui+in!t: 3tt*:65ui+in!t6'#+*in'i*a&!su&ta$#s^,us5u!$a 6*3*_ NWAn3i$i$#`4ta&i'#*aisW7$WP •
•
•
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•
•
Hu!ta; 66 <-)(>6 Si+u&a'i%n $! un !a't# $! &!'3# !+*a'a$# *aa &a *#$u''i%n $! an3/$i$# 4t2&i'# ? 'aa't!i=a'i%n $!& 'ata&i=a$# !+*&!a$#66 C!&a?a; Guana"uat#6: Institut# T!'n#&%gi'# $! C!&a?a; D!*ata+!nt# $! Ing!ni!/a u/+i'a6 C#n!sa; J6 R!a't#!s $! &!'3# ui$i=a$# Dis!# $! !a't#!s 3!t!#gBn!#s6 A&i'ant!: Uni0!si$a$ $! A&i'ant!6 L6A6 Pa'ini M#nt#?a6 Si+u&a'i%n $! un !a't# +u&titu,u&a 'ata&/ti'# $! &!'3# 9"# *aa #i$a'i%n $! #t#i&!n# a an3/$i$# 4t2&i'#6 (776 Ca*/tu&# T#tti!; R6 D3#$a*@a; S66 <-)(>6 A ?uide to haracteriin! particle sie and shape6 En D# C3!+i'a& C#6<**6 >6 AIC3E6 Ot!gaRi0as; E66 <-)(->6 ;nit )perations of 8articulate 9olids 6 Unit!$ Stat!s: CRC P!ss6 1a!ia; 06 <-)) >6 Estu$i# 3i$#$in2+i'# $! un &!'3# ui$i=a$#6 Ma$i$: Uni0!si$a$ Ca&#s III D! Ma$i$6 I,#a6 T!"!#6 Cuni&&; R!a't#!s +u&ti42si'#s; Uni0!si$a$ $! 1a'!&#na; -)(
