ALUMNO: ANDRADE OSCCO JOSE LUIS ESCUELA: INGENIERIA PETROQUIMICA AÑO: 2017 CICLO: VII
FOSGENO PRODUCCION DEL FOSGENO
FOSGENO 1.-INTRODUCCION
¿Qué es un fosgeno? El fosgeno (COCl2), es un importante componente químico industrial utilizado para hacer plásticos y pesticidas. A temperatura ambiente (21 °C), el fosgeno es un gas venenoso. Si es enfriado y presurizado, el gas de fosgeno puede ser convertido en líquido, de forma que pueda ser transportado y almacenado. Cuando se libera fosgeno líquido, éste se transforma rápidamente en gas que permanece cerca del suelo y se propaga con rapidez (es más denso que el aire y por esa razón se expande hacia áreas más bajas). Al fosgeno también se le conoce po r su denominación militar “CG”. El gas de fosgeno puede ser incoloro o puede verse como una nube que varía de blanca a amarilla pálida. En bajas concentraciones, tiene un olor agradable como a heno recién cortado o maíz verde, pero es posible que no todas las personas expuestas se den cuenta del olor. En altas concentraciones, el olor puede ser fuerte y desagradable, Este componente fue utilizado ampliamente durante la Primera Guerra Mundial como un agente asfixiante (que afecta el sistema pulmonar). Entre los agentes químicos utilizados en la guerra, el fosgeno fue el responsable del mayor número de muertes. No se encuentra en forma f orma natural en el ambiente. El fosgeno, por sí mismo, no es inflamable (no se enciende ni se quema con facilidad) pero es un comburente (puede causar que prendan las sustancias inflamables que hay a su alrededor). alrededor). El gas es utilizado en la industria para producir muchas otras sustancias químicas como los pesticidas. Puede formarse cuando ciertos compuestos están expuestos al calor, como en el caso de varios tipos de plásticos.
Dicloruro de carbonilo (fosgeno)
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Economía de los Procesos Procesos Petroquímicos
2.-PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DE FOSGENO Estado físico a 20°C Color Olor
Gas Gas incoloro Paja podrida. Sin olor a pequeñas concentraciones.
Masa molecular(g/mol) Punto de fusión [°C] Punto de ebullición [°C] Temperatura crítica [°C] Presión de vapor [20°C] Densidad relativa del gas (aire=1) Densidad relativa del líquido (agua=1) Solubilidad en agua [mg/l] Rango de inflamabilidad [% de volumen en aire] Temperatura de auto-inflamación [°C] Otros datos
98,92
-128 7,4 182 1,6 Bar 3,5 1,4 Hidrólisis
No inflamable Inaplicable. El vapor es más pesado que el aire. Puede acumularse en espacios confinados, particularmente al nivel del suelo o en sótanos.
¿Qué le sucede al fosgeno cuando entra al medio ambiente?
Agencia para Substancias Tóxicas y Registro de Cuando se libera al aire, el fosgeno existe solamente como gas. El gas de fosgeno es degradado en la atmósfera cuando reacciona con sustancias que se encuentran comúnmente en el aire, pero este proceso es muy lento. En el aire, el fosgeno también puede reaccionar con la humedad en las nubes o la lluvia y puede ser degradado a otras sustancias. En el agua, el fosgeno reaccionará con el agua y se degradará a otros productos. El fosgeno que no es degradado puede evaporarse al aire. Cuando es liberado al suelo, el fosgeno no se adhiere al suelo. Porque las cantidades pueden evaporarse al aire o pueden pasar a través de la superficie del suelo y contaminar el agua subterránea. La mayor parte del fosgeno en el suelo se degradará cuando entre en contacto con humedad. El fosgeno no se acumula en la cadena alimentaria.
¿Cómo podría yo estar expuesto al fosgeno?
La población general puede estar expuesta a niveles muy bajos de fosgeno al respirarlo en el aire. El fosgeno es liberado durante la soldadura de metales que han sido limpiados con solventes clorados; por lo tanto, los soldadores pueden estar expuestos a este compuesto. El fosgeno es usado en la manufactura de muchos otros compuestos como por ejemplo tinturas y plaguicidas, de manera que los trabajadores en estas ocupaciones pueden estar expuestos a este compuesto.
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3.-APLICACIONES INDUSTRIALES
Se usa en la creación de tinturas, isocionatos, policarbonatos, cloruros ácidos, plaguicidas y, en otro orden de cosas, algunos medicamentos. Además es usado en la separación de algunos minerales. Este gas es utilizado en la industria para producir muchas otras sustancias químicas como los pesticidas. Puede formarse cuando ciertos compuestos están expuestos al calor, como en el caso de varios tipos de plásticos. Fue utilizado ampliamente durante la Primera Guerra Mundial como un agente asfixiante (que afecta el sistema pulmonar). Entre los agentes químicos utilizados en la guerra, el fosgeno fue el responsable del mayor número de muertes. El fosgeno es un intermediario en la fabricación de importantes compuestos químicos industriales, como los isocianatos, carbamatos, carbonatos orgánicos y las resinas, plaguicidas y colorantes que de ellos se derivan. Se utilizó como gas de guerra. Las exposiciones a este gas pueden darse también por descomposición de otros productos industriales corrientes, tales como diclorometano, tetracloruro de carbono y tricloroetileno, especialmente si concurre radiación ultravioleta.
BREVE HISTORIA DE SU USO El descubrimiento del potencial destructor de los compuestos químicos se remonta a muchos siglos atrás, aunque es a principios del siglo XX, con la Primera Guerra Mundial, cuando alcanza cotas devastadoras. Durante esta guerra se utilizaron principalmente tres agentes químicos letales: el cloro, el fosgeno y el gas mostaza; causaron en torno al 3% del total de muertes de la contienda (puede no parecer mucho un 3%, pero si hablamos en cifras absolutas son unas 300.000 muertes, más que considerables); se calcula que fue el fosgeno el que mayor número de muertes causó. Y además de las muertes está la incapacidad; los efectos de las armas químicas eran muy temidos entre los soldados, ya que dejaron aproximadamente 1.200.000 heridos que sufrieron sus efectos de forma crónica (tal vez no te matara, pero te dejaba enfermo para el resto de tu vida). A temperatura ambiente es un gas incoloro y no inflamable con un olor similar al de la hierba recién cortada. Puede aparecer en pequeñas cantidades como consecuencia de la degradación de algunos compuestos clorados, pero en general se trata de una sustancia sintética, producida para la elaboración posterior de gran cantidad de productos industriales, como plaguicidas, medicamentos, tinturas o polímeros. Es una sustancia química extremadamente peligrosa. Tal vez hayáis oído hablar en más de una ocasión del potencial tóxico del cloro gaseoso, Cl2. Pues bien, el fosgeno es un agente letal mucho más mortífero que el cloro. Se trata de un agente pulmonar que daña el sistema respiratorio de forma irreparable y puede producir la muerte por asfixia de forma inmediata. Por esto, aunque los alemanes empezaron utilizando cloro como arma química al inicio de la Primera Guerra Mundial, pronto lo perfeccionaron y empezaron a añadir el fosgeno con fines bélicos.
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Ataque de gas venenoso usando cilindros de gas para su dispersión durante la Primera Guerra Mundial
Primera vez que se liberó fosgeno fue en la batalla de Y pres, Bélgica, el 19 de diciembre de 1915, en la que liberaron cargas de gas envasadas en cilindros que contenían una mezcla de cloro y de fosgeno, aumentando el potencial letal del cloro. Este lanzamiento causó 1069 bajas y 120 muertes en las tropas británicas. Si el fosgeno tiene alguna “ventaja”, es que no es un compuesto persistente en el ambiente, lo cual restaba efectividad a su uso como arma química, ya que su uso mediante dispersión atmosférica y el efecto de los fenómenos meteorológicos hacían que su impacto real fuese inferior a su impacto potencial. Así, esta forma de atacar al enemigo, dispersando el agente a través del viento, era poco precisa y por suerte, bastante ineficiente (si consideramos como “eficiencia” la causa de bajas, lo cual es, obviamente, bastante discutible). Después de esta dispersión a través del aire usando cilindros, se diseñaron nuevos sistemas independientes del viento y con mayor capacidad de alcance, como lanzarlo dentro de proyectiles de artillería. Esto fue especialmente dañino, ya que los proyectiles caían con un ruido sordo en lugar de explotar, y por este motivo los soldados creían que eran proyectiles explosivos o de fragmentación estropeados, y no detectaban el gas ni tomaban precauciones frente a él antes de que éste hiciese su efecto.
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4.-MERCADO El fosgeno es un compuesto químico con fórmula COCl2. Este gas incoloro se hizo famoso como arma química durante la Primera Guerra Mundial. También es un compuesto industrial valorado en la síntesis de productos farmacéuticos y otros compuestos orgánicos. En bajas concentraciones, el olor se asemeja a heno o hierba recién cortada. Además de su producción industrial, pequeñas cantidades se producen naturalmente de la descomposición y la combustión de compuestos organoclorados, tales como los utilizados en sistemas de refrigeración. El fosgeno es un veneno cuyo olor no puede ser percibido y los síntomas pueden tardar en aparecer. El umbral de detección de olor de fosgeno es de 0,4 ppm, cuatro veces el valor límite del umbral de mortalidad. Su alta toxicidad surge de la acción del fosgeno en las proteínas en los alvéolos pulmonares, el sitio de intercambio de gases: su daño interrumpe la barrera sangre-aire, causando asfixia a quien lo inhala. Debido a cuestiones de seguridad, el fosgeno es siempre producido y consumido dentro de la misma planta y necesita medidas extraordinarias para contenerlo. Además está incluido en la Lista 3 de la Convención sobre Armas Química lo que provoca que todos los sitios de producción que fabrican más de 30 toneladas por año deban estar declarados ante la OPAQ. Es un importante componente en la preparación de productos intermedios y productos finales en prácticamente todas las ramas de la química. La aplicación más grande en términos de cantidad es la preparación de diisocianatos para la química del poliuretano, en particular tolilendiisocianato (TDI) y difenilmetano diisocianato (MDI).
PRODUCCION MUNDIAL DE FOSGENO Bayer quiere expandir significativamente su producción de poliuretano. El fosgeno, considerado uno de los productos químicos industriales más tóxicos que existen, desarrollado por Bayer durante la Primera Guerra Mundial para la guerra química, se utiliza como producto intermedio. La Coalición contra los peligros de Bayer es un reto de la empresa para establecer la fabricación de plástico fosgeno libre. BAYER lugar se aferra a sus métodos de producción de alto riesgo. Ahora la compañía planea ampliar significativamente la producción de poliuretano: en Brunsbuettel / Alemania más de 400.000 toneladas de MDI (difenilmetano disocianato) de espuma rígida se hizo Una duplicación de las capacidades actuales. En Dormagen, Alemania, la capacidad de espuma flexible de instrumentos de defensa comercial se incrementará por un factor de seis a 300.000 toneladas métricas. BASF, BAYER competidor ha recibido la aprobación de una 400.000 toneladas métricas por año del proyecto MDI en Chongqing, China . En el curso de estas ampliaciones, la producción del gas letal de fosgeno se elevaría por decenas de miles de toneladas anuales. El fosgeno es fatal, incluso en las dosis más pequeñas. La inhalación causa dificultad respiratoria, edema pulmonar y finalmente paro cardiaco. Química del fosgeno es considerada una de las tecnologías más peligrosas, sólo superada por las centrales nucleares.
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5.-PROCESOS DE PRODUCCION DEL FOSGENO 5.1.-METODO CARBON ACIVADO
El proceso por excelencia para la producción de fosgeno es la reacción exotérmica de cloro con monóxido de carbono en presencia de un catalizador de carbón activo. De acuerdo con el proceso, se mezcla en fase vapor cloro y monóxido de carbono y se introduce en un reactor que contiene un catalizador de carbón activo después de lo cual el cloro y monóxido de carbono reaccionan para formar f osgeno como se muestra en la reacción: CO + Cl2 <-> COCl2
∆H= - 107,6 kJ / mol
Este proceso se utiliza en la mayoría de las aplicaciones industriales, normalmente se utiliza dos reactores en serie. En el primer reactor, la mayor parte de los reactivos se convierten a fosgeno; posteriormente la corriente del primer reactor pasa a un segundo reactor denominado de finalizado, donde para mejorar la selectividad, los componentes que no han reaccionado se hacen reaccionar para lograr la conversión completa de los reactivos a fosgeno. En general, es deseable convertir la mayor cantidad de cloro alimentado al proceso a fosgeno, ya que es necesario reducir al mínimo la cantidad de cloro residual que pueda mantenerse en el producto de reacción, y que posteriormente puede dar lugar a reacciones secundarias indeseadas. Esto se logra generalmente mediante la alimentación de un exceso estequiométrico de monóxido de carbono en el reactor para conducir la reacción a una conversión casi completa con respecto de cloro. Una vez se ha producido la reacción, el fosgeno se recupera de los gases de productos haciendo pasar los gases a través de un sistema de refrigeración donde se enfrían suficientemente para provocar que el fosgeno condense y se vaya por fondo. El fosgeno condensado se recupera entonces como un producto líquido (por lo general bajo presión). Los gases no condensados de productos, que contiene monóxido de carbono sin reaccionar (es decir, el monóxido de carbono en exceso que fue alimentado al reactor y que pasa a través de él sin reaccionar), cloro, cloruro de hidrógeno, y otros subproductos, así como una pequeña cantidad de fosgeno, son entonces recirculados de nuevo al reactor o pueden ser eliminados. De otra forma, también se puede hacer pasar esta corriente a través de un sistema de absorción donde el cloruro de hidrógeno y fosgeno son neutralizados por una solución cáustica diluida. Los gases de productos, menos el cloruro de hidrógeno y fosgeno que fueron absorbidos en el sistema de absorción, se ventilan hacia antorcha donde se queman Aunque este proceso es muy eficiente con respecto a la conversión de cloro, no es tan eficiente como se desea con respecto al monóxido de carbono. Esto es porque el monóxido de carbono se encuentra en exceso en el reactor para mejorar la conversión.
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El fosgeno como se ha mencionado anteriormente ha de ser producido y consumido en la planta. No puede almacenarse varios días. Para producir fosgeno, es necesaria la reacción entre monóxido de carbono y cloro. El cloro puede venir de varias formas, o en forma sólida como cloruro de cobre, o de forma líquida y pura como cloro. En referencia al carbón activo, este se utiliza como catalizador en la reacción. Esta reacción no tiene una conversión completa y por tanto como subproducto nos queda una parte del cloro y monóxido de carbono no reaccionado. Se ha elegido el método con carbón activo debido a que es el más usado en la industria química del MDI en la actualidad. También ha sido elegido al conocerse completamente la cinética de la reacción. Se utilizará para la realización de los cálculos un reactor de tipo flujo pistón, el reactor escogido será un carcasa y tubo, en los tubos se producirá la reacción. Y por la carcasa se hará pasar un fluido refrigerante. De acuerdo con el proceso, se mezcla en fase vapor cloro y monóxido de carbono y se introduce en el reactor que se encuentra a una temperatura de 350 K y a una presión de 5 bar. Se introduce 70 toneladas de carbón activo como catalizador, después de lo cual se produce la reacción entre cloro y monóxido de carbono para formar fosgeno. Anteriormente, se ha hecho pasar ambas corrientes por intercambiador de calor, ya que ambas corrientes están almacenadas de forma líquida y la reacción se producirá en forma gaseosa. Se utilizará en la alimentación un exceso estequiométrico de monóxido de carbono, más concretamente en relación 2:1 de monóxido de carbono frente a cloro, en el reactor para que como se explica logre llegar a la conversión de 90%. Una vez se ha producido la reacción, la corriente de producto, qué contiene fosgeno, monóxido de carbono y cloro, se hace pasar a través de un intercambiador de calor, donde enfriaremos la corriente de producto con el monóxido de carbono que sale a 180ºC del tanque de almacenamiento. Esto se ha realizado ya que el separador flash trabaja a una presión de 6 bar y una temperatura de 8ºC para maximizar que la mayoría de fosgeno salga por fondo y el cloro y monóxido de carbono no reaccionado salga por cabeza. Posteriormente esta corriente de producto se almacenara en un tanque pulmón que servirá como regulador de caudal para el proceso de síntesis de MDI.
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DIAGRAMA DE BLOQUES
CO
carbón activado
REACTOR FOSGENO
Cl2
PURIFICACION DE FOSGENO
COCl2
Cl2
5.2.- MÉTODO CLORURO POTÁSICO El fosgeno se prepara industrialmente a través de una reacción en fase gaseosa, mediante la reacción de monóxido de carbono y cloro en presencia de un catalizador sólido. La reacción es fuertemente exotérmica. La reacción denominada como oxicloración de monóxido de carbono se llevara a cabo en un reactor de carcasa y tubo mediante el proceso descrito en. 2 CuCl2 + CO ↔ 2 CuCl + COCl2
∆H= -107, 6 kJ / mol
El cloro se provee en forma de cloruro de cobre y se utilizará como catalizador de la reacción cloruro de potasio en estado sólido. La reacción puede llevarse a cabo a presión atmosférica o a presión superior a la atmosférica, los últimos estudios han logrado llegar a un óptimo a una presión de 5 bar, y a un temperatura de operación de 300ºC.
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Para mejorar la eliminación del calor producido en la reacción, se pueden utilizar unas placas de deflexión que se instalan entre los tubos de catalizador para generar un flujo transversal del calor. Normalmente el reactor utilizado es del tipo carcasa y tubo. Este está completamente lleno de tubos para obtener la máxima utilización del espacio en el interior del reactor y tendrá placas de deflexión entre los tubos de catalizador, Estas placas se mantienen en una sección del reactor, alineadas en la dirección longitudinal del reactor, dejando un 25 a 30% de la sección transversal total del reactor libre, para limitar la caída de presión experimentada por el medio de transferencia de calor y los costes de operación de la bomba de circulación. La refrigeración del reactor es un punto muy importante, ya que como se ha explicado anteriormente es una reacción altamente exotérmica y un aumento considerable de la temperatura provocaría la desactivación acelerada del catalizador y una disminución de la conversión. Estos datos han sido obtenidos del artículo científico para mitigar esto, se introducirá un refrigerante líquido entre los tubos del reactor. Ambos extremos del reactor estarán cerrados desde el exterior por dos tapas. La mezcla de reacción se introduce en los tubos de catalizador a través de una sección, y la corriente de producto se retira a través de la sección en el otro extremo del reactor. Se utilizan distribuidores de gas para distribuir uniformemente la corriente de gas mediante una placa perforada.
Para la regeneración del catalizador se tiene que alimentar ácido clorhídrico y posteriormente aire comprimido, como se observa en la figura 18. Una vez pasado el tiempo de regeneración estos son liberados a través de una solución acuosa de hidróxido de sodio, según los datos referidos en.
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El mecanismo de la reacción tanto de regeneración como de producción de fosgeno
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Una vez se ha conseguido producir el fosgeno, este puede traer consigo en la corriente algunos otros componentes en disolución. Por eso es necesaria una posterior etapa de purificación.
TANQUE PULMÓN FOSGENO El tanque pulmón de fosgeno se ha construido para mantener un caudal totalmente constante a lo largo del proceso para la fabricación de MDI, esto se debe a la diferencia de tiempos de residencia en los reactores anteriores, que en el caso de fosgeno es de minutos y el de MDA de horas. En un día se genera 280 toneladas de fosgeno, por tanto existirá un tanque que tendrá una capacidad de 100 m3 por seguridad y porque es lo necesario para medio día de operación. Además, si existiese algún problema en otras líneas de la planta, tendríamos capacidad suficiente para llenar el tanque 12 horas, y seguir funcionando sin tener que eliminar el fosgeno antes de terminar el día. Trabajará a una temperatura de -10ºC y una ligera sobrepresión de 1,5 bar, para mantenerlo líquido
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DIAGRAMA DE FLUJO
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DIAGRAMA P&ID
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TANQUES DE ALMACENAMIENTO
Tanque almacenamiento cloro El tanque de almacenamiento de cloro trabajara a una temperatura de -35ºC y una presión de 15 bar. Tendrá una capacidad suficiente para 3 días, ya que no se va a estar recibiendo materias primas a diario, sino alrededor de dos veces por semana. Sera necesario un sobre espesor para el recipiente y será construido en acero inoxidable de la serie 300 como indica en ya que el cloro únicamente es corrosivo en un ambiente húmedo. La capacidad de este tanque lleno de cloro seria de 467 m3. Por lo que se dispondrá de tres tanques de 200 m3 por seguridad.
Tanque almacenamiento monóxido de carbono El tanque de almacenamiento de monóxido de carbono trabajara a una temperatura de -160ºC y una presión de 17 bar. Tendrá una capacidad suficiente para 4 días, ya que no se va a estar recibiendo materias primas a diario, sino alrededor de una vez por semana. Este tanque a diferencia del de cloro, debe ser un tanque criogénico ya que tiene temperaturas muy bajas y una presión muy alta, lo que provocara grandes espesores. Sera construido en acero ASTM A36, que permite que se deforme rápidamente mientras se incrementa la tensión más allá de su fuerza cuando vaya a ceder. La capacidad necesaria será de 86 m3, por lo que se dispondrá de dos tanques de almacenamiento de 50 m3 cada uno.
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6.-ASPECTOS TOXICOLOGICOS DE SEGURIDAD Y MEDIOAMBIENTAL
TOXICIDAD AGUDA E s tudios en humanos Los datos cuantitativos sobre irritación del fosgeno en humanos no son muy fiables, son de los años 20 del siglo pasado y podrían ser debidos a cloro u otras impurezas. Sin embargo, Henschler afirmó en 1972 que el fosgeno irrita los ojos y la nariz a 2 ppm y su inhalación resulta insoportable a 5 ppm, advirtiendo de su presencia el olor, cuyo umbral está entre 0,1 y 1 ppm. Según, la exposición durante 150 min. a 1 ppm provoca edema pulmonar y es letal a doble dosis.
E xposi ción de las pers onas al fos g eno
La salud se ve afectada por el fosgeno si este es respirado. En bajos niveles provoca irritación de los ojos y garganta (tos y jadeos). En altos niveles dilata los pulmones, dificultando la respiración, lo cual se notará en un máximo de un día. Un nivel excesivamente alto provoca la muerte por fallos pulmonares. Si el fosgeno, líquido o gaseoso, entra en contacto con la piel u ojos se sufrirían quemaduras químicas. Por otro lado el fosgeno líquido también puede causar congelación (aunque es improbable tener contacto con fosgeno líquido). Si el fosgeno líquido es ingerido provocará daños (no necesariamente leves) en la boca, la garganta, el esófago, y el estómago. Los trabajadores que usen plaguicidas y tinturas (que están formados por fosgeno) pueden estar expuestos a este compuesto. Una radiografía del pecho constituye la manera más rápida de saber si ha habido exposición al fosgeno en caso de sospecha.
R ies g o de expos ición al fosg eno La mayoría de las personas no estarían expuestas a niveles significativos de fosgeno. Sin embargo, quemar materiales como por ejemplo ciertos plásticos que contienen hidrocarburos clorados puede producir gas fosgeno. Manténgase alejado de incendios o de otras fuentes de altas temperaturas donde se pueden encontrar estos materiales, ya que pueden provocarle asfixia, que resulta rápida, irreductible y fatal.
E xamen médico demostrativo del fos g eno Si existe la sospecha de que alguna persona pudo haber estado expuesto al fosgeno, una radiografía del pecho puede constituir la manera más rápida para determinar si ha sufrido daño en los pulmones. Esto puede llevarse a cabo en un hospital, clínica, o consultorio si posee una máquina de rayos X.
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E s tudios en animales Existen numerosos estudios en ratas, ratones y perros, que muestran el efecto del fosgeno sobre las vías respiratorias y su letalidad por congestión pulmonar. Entre los indicadores de exposición a fosgeno estudiados, el más coherente, en cuanto a su comportamiento dosis respuesta, es la concentración proteica en el lavado broncopulmonar La respuesta de este indicador de edema pulmonar se produce en ratas a 60 ppm x min., mientras que, en perros Beagle, dosis dos veces superiores (124 ppm x min.) producen una respuesta proteica más leve y un edema pulmonar, aunque reversible, a 263 ppm x min. Otros indicadores, incluso más sensibles que el incremento de proteínas BAL, no han resultado adecuados por su inconstancia dependiente de muchos factores. En un estudio en ratones expuestos durante 4 horas a 0,025 ppm (0,1 mg/m3) de fosgeno se apreció un aumento de la susceptibilidad a infecciones bacterianas y de la formación de tumores, después de la inoculación de células de melanoma. Este estudio tampoco se puede utilizar por basarse en un protocolo no validado. Numerosos ensayos, realizados en su mayoría por establecen la letalidad aguda del fosgeno en diversas especies animales. Las exposiciones utilizadas en ratas Wistar, las concentraciones y su duración, se reflejan en la tabla Duración (min) 10 30 60 240
LC50 (mg/m3) 253 (194-331) 54,5 (48-62) 31,3 (28-35) 8,6
LCt50 (mg/m3 x min) 2533 1635 1878 2064
En cada uno de estos experimentos la mortalidad se produjo a las 24 horas de la exposición por edema pulmonar agudo. A partir de estos datos de mortalidad y de sensibles indicadores en BAL, el autor estableció un NOAEL en ratas de 116,7 mg/m3 x min. y un LOAEL de 188,6 mg/m3 x min., nivel a partir del cual la concentración proteica aumenta rápida y significativamente. Sin embargo, en el caso de los perros el aumento proteico para una misma dosis total es menor que en las ratas. Para perros Beagle el punto de partida de un aumento proteico se estima en 375 mg/m3 x min. Es importante subrayar la métrica utilizada, ya que la presencia proteica en el exudado alveolar no sólo depende de la concentración, sino también del tiempo, es decir, de la dosis total recibida. Exposiciones a fosgeno que inducen una concentración proteica en el BAL entre 70-100 veces mayor en el grupo de ratas expuestas que en el control no producen mortalidad en las mismas, tal como han mostrado. Sin embargo, en pacientes con síndrome respiratorio agudo, un aumento proteico de 30 veces se considera letal Para estas diferencias específicas de la especie hay una serie de hipótesis, basadas principalmente en la distinta morfología y fisiología del sistema respiratorio en los roedores y en la técnica de lavado que ello obliga a seguir, aunque también existen diferencias bioquímicas en la composición enzimática de los fluidos que recubren el endotelio respiratorio y en la morfología celular de la región bronquial en perros y humanos, no comparable a la estructura respiratoria en las ratas. Por tanto, en el caso del fosgeno, los datos obtenidos de los estudios en perros deben ser considerados más adecuados que los estudios realizados en ratas o ratones para su
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extrapolación al hombre, tanto cualitativamente (anatomía y bioquímica) como cuantitativamente.
For mas de entrar en contacto con el fosg eno El fosgeno no se encuentra en forma natural en el medio ambiente. El peligro de exposiciones a fosgeno depende de la proximidad de las personas respecto del lugar en que se liberó este agente. El fosgeno puede encontrarse en:
El aire: Si se libera gas fosgeno en el aire, las personas pueden sufrir exposiciones a través del contacto con la piel o los ojos. Además, pueden inhalar aire con fosgeno.
El agua: Si se libera fosgeno líquido en el agua, las personas pueden sufrir exposiciones al tocar o beber agua con fosgeno.
Los alimentos: Si en forma líquida tiene contacto con los alimentos, las personas pueden sufrir exposiciones al ingerir comida contaminada.
El fosgeno como arma: Puede ser un “agente de conveniencia”. Es decir, alguien podría hacer explotar un vehículo de transporte (camión, tren) utilizado para trasladar este agente químico o destruir los tanques donde se almacena. En consecuencia, el fosgeno se liberaría en el aire.
Aunque el sólo hecho de que una persona entre en contacto con fosgeno no significa que se enfermará.
¿ C ómo proteg ers e de intoxic aciones por fos g eno?
Retírese del área donde se liberó el fosgeno y diríjase a una zona con aire fresco.
Si el fosgeno se liberó al aire libre, aléjese de esa zona. Vaya a la superficie más alta posible. El fosgeno es más pesado que el aire y descenderá a las áreas más bajas.
Si el fosgeno se liberó en un lugar cerrado, salga de allí.
S íntomas a caus a del fos g eno Las personas que entran en contacto con concentraciones peligrosas de fosgeno pueden presentar los siguientes síntomas durante o inmediatamente después de la exposición:
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Tos. Sensación de ardor en la garganta y los ojos. Ojos llorosos. Vista borrosa. Dificultades respiratorias o falta de aire. Náuseas y vómitos.
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El contacto con la piel provoca lesiones similares a las que aparecen en casos de congelación o quemaduras. Dentro de las dos o seis horas posteriores a la exposición a altas concentraciones de fosgeno, la persona puede presentar líquidos en los pulmones. A pesar de que la persona se sienta o se vea mejor, hasta 48 horas después del contacto, pueden aparecer algunos de los siguientes efectos:
Dificultades respiratorias. Expulsión por medio de tos de líquido blanco o levemente rosado. Baja tensión arterial. cardíacas.
Tratamiento a pers onas que entraron en contacto con el fos g eno
Prevención de la enfermedad luego del contacto: retírese del área donde se liberó el fosgeno y diríjase a una zona con aire fresco. Quítese enseguida la ropa que pueda tener fosgeno. Si es posible, toda la ropa que se saca por la cabeza debe ser cortada para retirarla del cuerpo; de este modo, el agente químico no quedará cerca de los ojos, la boca o la nariz. Si ayuda a otros a quitarse la ropa, trate de no tocar las áreas contaminadas. Lave las áreas afectadas. Lo antes posible, lave la piel con mucha agua y jabón para eliminar el fosgeno. Si le arden los ojos o tiene la vista borrosa, enjuáguese los ojos con agua, de 10 a 15 minutos. Si usa lentes de contacto, quíteselos y póngalos junto con la ropa contaminada. No se vuelva a poner los lentes de contacto. Si usa anteojos, lávelos con agua y jabón. Puede volver a usar los anteojos después de lavarlos. Si lleva joyas que se pueden lavar con agua y jabón, lávelas y vuelva a usarlas. Si no se pueden lavar, póngalas con la ropa contaminada. Deseche los elementos contaminados. Coloque la ropa y cualquier otro elemento contaminado en una bolsa plástica. Evite tocar las partes contaminadas de la ropa. Si no puede evitarlo o no está seguro de cuáles son las partes contaminadas, utilice guantes de goma, pinzas, varillas u objetos similares. Cualquier elemento que toque la ropa contaminada también debe colocarse adentro de la bolsa. Selle la bolsa, luego colóquela en otra bolsa plástica y séllela también.
Si alguna persona tragó fosgeno, no le induzca el vómito ni le dé líquidos de beber. Busque atención médica de inmediato.
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7.-CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS En este apartado, se expondrá a continuación el balance de materia de todo el proceso, teniendo en cuanta la producción que se debe cumplir en el proyecto. A continuación, se dividirá los cálculos justificativos en varias partes. Tal como se ha ido dividiendo el proyecto, en primer lugar se expondrá la producción y purificación de fosgeno. Posteriormente se detallará la parte de producción y purificación de fosgeno.
BALANCE DE MATERIA CAPACIDAD DE LA PLANTA
COMPONENTE CLORO MONOXIDO DE CARBONO FOSGENO CATALIZADOR MDI
1000000 T/AÑO
COEFICIENTE (T/TPROD) 0,7 1,35 1 -0,01 -0,01
REQUERIMIENTO DE ENERGIA INVERSION UNITARIA PARA UNA PLANTA
DATOS DE PRECIO CLORO MONOXIDO DE CARBONO SERVIVICOS ENERGIA
¢/Lb 20 18 40
Inversión Base($/año) Ajuste por Capacidad($) Ajuste por tiempo Beneficio Neto (P)
364000000 429719731,7 431923422,6 86384684,52
COSTO DE OPERACIÓN MP SP Ce CF+Dmo Ctotal
$/AÑO 594713656,4 277533039,6 405286343,6 25915405,36 748382365,7
R:UTILIDAD BRUTA S:VENTAS ANUALES
215961711,3 964344077
19
0,46 FOET/T 91000 $ 1997
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4000 $/AÑO
REFERENCIAS
«Economic and Chemical Comparisons of Hydrochloric Acid Recovery Technologies for Iron Pickling Operations» Jared Cullivan, Bryan Cullivan. «Price carbon monoxide» http://www.norlab-gas.com/15m7/gasescylinders/carbonmonoxide-co.html «Equipment Sizing and Costing Chemical Process Design» Javier R. Viguri Fuente.
Manualdelcloro. http://www.aniq.org.mx/pqta/pdf/Manual%20del%20Cloro%20(LIT).pdf Borak J., Diller W.F., 2000. Phosgene exposure: mechanisms of injury and treatment strategies. J Occup Environ Med 43, 110-119. Henschler, D. (ed.) 1984. Gesundsheitschädliche Arbeitstoffe, Toxikologisch Arbeitsmedizinische Begründung von MAK-Werten, Loseblattsammlung, Phosgen, 10. Lieferung 1984, VCHVerlagsgesellschaft, Weinheim
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Economía de los Procesos Petroquímicos
ANEXO I
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Economía de los Procesos Petroquímicos
ANEXO II DIAGRAMA DE FLUJO
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