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UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
INGENIERÍA DE MINAS
INGENIERÍA QUÍMICA :
FACULTAD
INGENIERÍA DE MINAS
ESCUELA PROFESIONAL:
INGENIERÍA QUÍMICA
:
CURSO
PROCESOS UNITARIOS I
:
DOCENTE
ING. SEGUNDO CABALLERO CÁRDENAS
ALUMNO o o
: VALLADOLID GARCÍA KATHERIN ELIANA ZAPATA BERECHE DIANA CAROLINA
I.
NITROGLICERINA
Historia: La nitroglicerina fue sintetizada por primera vez en 1846 por Sobrero, quien observó que una pequeña cantidad de la sustancia oleosa colocada sobre la lengua desencadenaba cefalea intensa. En 1847, Constantin Hering creo la forma de dosificación sublingual. En 1857, el eminente médico T. Lauder Brunton, de Edimburgo, suministró nitrito de amilo, un vasodepresor conocido, mediante inhalación y notó que el dolor de origen anginoso se aliviaba en el transcurso de 30 a 60 seg. William Murrell concluyó que el efecto de la nitroglicerina imitaba al nitrito de amilo y estableció el uso de nitroglicerina por vía sublingual para el alivio del ataque anginoso agudo, y como profiláctico antes de hacer esfuerzos (Murrell 1879). Alfred Nobel (1833-1896) Químico, inventor y filántropo sueco nacido en Estocolmo. Tras recibir una educación académica en San Petersburgo (Rusia) y en los Estados Unidos —donde estudió ingeniería mecánica— regresó a San Petersburgo para trabajar con su padre, elaborando minas, torpedos y otros explosivos. En una fábrica familiar en Heleneborg (Suecia), trató de desarrollar un método seguro para manipular la nitroglicerina, después de que una explosión en 1864 matara a su hermano pequeño y a otras cuatro personas. En 1867 Nobel consiguió su objetivo: para reducir la volatilidad de la nitroglicerina y hacerla menos peligrosa y más manejable, la mezcló con un material poroso absorbente (llamado kieselguhr, una tierra de infusorios) y produjo lo que llamó dinamita. Posteriormente creó la balistita, una de las primeras pólvoras sin humo. Cuando murió, dirigía fábricas para la elaboración de explosivos en diversas partes del mundo. En su testamento legó la mayor parte de su fortuna (estimada en unos 9 millones de dólares) para crear una fundación que estableciera premios anuales por los méritos realizados en física, química, medicina y fisiología, literatura y paz mundial. El premio de economía se concedió a partir del año 1969.
II.
NITROGLICERINA
Su nombre IUPAC es 1,2,3-trinitroxipropano, es un compuesto orgánico, que se obtiene mezclando ácido nítrico concentrado, ácido sulfúrico y glicerina. Su fórmula molecular es:
C3H5N3O9 El resultado es altamente explosivo. Es un líquido a temperatura ambiente, lo cual lo hace altamente sensible a cualquier movimiento, haciendo muy difícil su manipulación, aunque se puede conseguir una estabilidad relativa añadiéndole algunas sustancias, como el aluminio. Usualmente se transporta en cajas acolchadas a baja temperatura para disminuir el riesgo de explosión, ya que si sobrepasa los 41 °C (temperatura límite estimada) se produce una reacción muy violenta debido a la agitación intermolecular: 4C3H5 (NO3)3(l) = 12CO2 (g) + 10H2O (g) + O2 (g) + 6N2 (g) La nitroglicerina es el componente principal de algunas mezclas explosivas como la abelita (compuesta por un 65 % de nitroglicerina, un
30 % de algodón pólvora, un 3,5 % de salitre y un 1,5 % de carbonato de sodio). En 1867, el químico Alfred Nobel (1833-1896) creó la dinamita al absorber la nitroglicerina en una materia porosa e inerte (como el sílice, el polvo de ladrillo, la arcilla seca, el yeso, el carbón, etc.). Cuando Alfred Nobel inventó la dinamita, la cual es más segura, disminuyó el uso de la “nitro” (como también se le llama) para ser reemplazada por el nuevo invento.
Estructura química:
III.
PROPIEDADES.
Propiedades Físicas: Es un líquido pesado. Aceitoso. Incoloro. Un olor suave a quemado.
Propiedades químicas: Densidad: 1.6 g/m3 Masa molar: 227.0865 g/mol Punto de fusión: 287 K (14 °C). Punto de ebullición: 323K (50 °C). Presión de vapor: 0.0015 mmHg a 20℃. Viscosidad a 20℃: 35.5 centipoises. Volatilidad a 60℃: 0.11 mg/cm2/hora Arde sin exposición cundo está en capas delgada. Detona con gran violencia por efecto de calor del roce o un coque. explota al calentarla en un recipiente cerrado o si alcanza una temperatura de 218 °C.
V.
Métodos De Obtención.
Método de Schmid
Método de Biazzi
VI. Proceso Obtención. La primera operación en las fábricas de explosivos se efectúa en el taller de nitrificación, que es indispensable conservar escrupulosamente limpio de tierra, arena y polvo. El encargado vigila por una abertura del gran tanque de plomo el chorro de glicerina que cae sobre la mezcla de ácido sulfúrico y nítrico, regulando al mismo tiempo una corriente de aire comprimido que agita los líquidos durante el proceso de nitrificación. Un termómetro indica la temperatura de la mezcla, debiendo tenerse especial cuidado en que ésta no suba al grado que se considera peligroso, por efecto del calor desarrollado en la reacción. Alrededor del tanque circula constantemente una corriente de agua para enfriar la mezcla. El aire comprimido también sirve para rebajar la temperatura. La nitrificación dura unos treinta minutos, y una vez terminada, la materia que podríamos llamar «nitroglicerina cruda» está en disposición de pasar al taller de separación. Esta nitroglicerina es un líquido oleoso, pesado, de coloración pajiza pálida, con sabor azucarado y cualidades venenosas: muchas personas, sólo con tocarlo, sienten dolor de cabeza; y por último, en caliente explota con gran facilidad. Una vez en el taller de separación es menos peligroso. El tanque separador tiene también una abertura, y según corren los desperdicios, ácidos desprendidos de la nitroglicerina cruda, un obrero vigila también observando si aparecen vapores de color rojo vivo, que es la señal de peligro. Si los humos van enrojeciéndose debe aumentarse la presión de la corriente de aire para mezclar más intensamente la masa,
pues esto es a causa de que el compuesto tiene una temperatura superior a la precisa para que no se descomponga. Esta descomposición es provocada por el agua, con la cual se lava la nitroglicerina dos o tres veces. Si el vapor no disminuye y se teme, por tanto, pueda ocurrir una explosión, se abre rápidamente el cierre entre los tanques de separación y sumersión. La nitroglicerina corre a este último, que es una amplia cisterna refrigeradora instalada fuera de la caseta o taller. Pero si la operación sigue su marcha normal, la carga, libre de ácidos y bien lavada con agua, corre por tuberías de plomo al gran departamento de filtración. Aquí se hace pasar por dos franelas, y, recogida en cubos de caucho, la analiza un químico. Muchas veces tiene que lavarse de nuevo, por no satisfacer a las condiciones exigidas. Cuando cumple estas condiciones, se envía, también por tubería, al taller de sedimentación, donde reposa un día o más, hasta que aparece el agua en la superficie. Algunas veces se hace pasar a través de la sal común, que absorbe el agua, y de esta manera se economiza el tiempo empleado en la sedimentación.
Reacciones. HNO3 + 2H2SO4
NO2+ + H3O+ + 2HSO4+
MÉTODO DE SCHMID Este método continúo para la nitración de la glicerina y la purificación de la nitroglicerina se patento en 1927. Implica la nitración continua, la separación de la nitroglicerina del ácido gastado y la purificación por neutralización y lavado. El nitrador usado tiene una capacidad de unos 200 L y está equipado con una hélice, tubos refrigerantes verticales y una salida de rebosamiento. Una válvula de dos vías que conecta con la tubería de la mezcla de ácidos y puede abrirse para comunicar con el tanque de anegamiento, está colocada en el centro del fondo del nitrador. Algo por encima de la salida de la válvula, está colocado un cono hueco. Alrededor de los tubos refrigerantes en el espacio anular exterior de la cámara de reacción circula salmuera a -5 C.A medida que la mezcla de ácidos se introduce por el ͦ
fondo, se hace llegar glicerina por la parte superior del rebosadero. La hélice mezcla los dos líquidos y esta acción es fomentada con la introducción del aire por el eje y las paletas de la hélice. La mezcla pasa después por las tuberías de refrigeración con una velocidad tal que la temperatura en la salida de rebosamiento no excede de 18 C. ͦ
La mezcla de nitroglicerina y liquido acido pasa por gravedad a un separador acido pasa por gravedad a un separador de ácido, que consiste en un tanque rectangular inclinado, provisto de pantallas, de una válvula en el fondo para la salida del ácido gastado, una mirilla de vidrio cerca del extremo superior y un cuello de acero con tubo de rebosamiento para la nitroglicerina. El líquido acuoso es descargado en la instalación de
recuperación de ácido, y la nitroglicerina pasa por gravedad a la base de la primera de las columnas lavadoras. Cada columna tiene aproximadamente 2.70 m desde la base hasta la salida del vertedero y consiste en anillos de vidrio sobrepuestos y separados con placas de acero perforadas y arandelas de caucho. El anillo del fondo esta recibido en una base de acero provista de conexiones de entrada para el aire a presión, para el líquido de lavado y la nitroglicerina. El anillo superior tiene una cabeza de acero provista de un vertedero a un separador intermedio. A medida que la nitroglicerina procedente del separador entra en la parte inferior de la primera columna de lavadora, se mezcla con agua fría y se emulsiona por medio de aire inyectado en la mezcla. Esto obliga al material a subir hasta la parte superior de la columna donde rebosa para penetrar en el separador intermedio, que descarga la nitroglicerina por gravedad en el fondo de la columna lavadora. En esta, y en la tercera columna, en lugar de agua se usa una solución de carbonato sódico de 2.5%. En la cuarta columna, colocada en un edificio separado, se usa agua caliente, y en la quinta se usa agua fría. La nitroglicerina procedente del separador contiguo a la primera columna lavadora se hace pasar por un saco filtrante de franela de 4 capas antes de llevarla a un tanque de plomo para su almacenamiento y su uso. Los líquidos de lavado se hacen pasar por una serie de tanques en cascada. La nitroglicerina retenida por estos tanques se saca periódicamente y se vuelve a lavar.
Método de Biazzi. Este método ofrece la ventaja de mayor seguridad de la que se obtiene en el proceso de schmid debido a la menor cantidad de nitroglicerina en el sistema en un tiempo dado. El nitrador tiene serpentines helicoidales de enfriamientos en lugar de verticales y está construido de manera que permite una reacción rápida, por lo cual la mezcla de ácidos para la nitración es más concentrada que la empleada en el procedimiento de Schmid. Los tanques de lavado de acero inoxidable, tienen aproximadamente la mitad del tamaño del nitrador y utilizan agitación mecánica de gran velocidad en lugar de aire comprimido. Se emplea varios lavadores en serie, circulando las aguas de lavado en contracorriente con la glicerina. Este método exige poco espacio, pues una para 2500lb de nitroglicerina por hora cabe en un edificio de 500 pies cuadrados y solo 12 pies de altura. Se afirma que la nitroglicerina producida por el producida por el procedimiento de Biazzi tiene la riqueza y la estabilidad usuales, y que el procedimiento proporciona seguridad completa contra las explosiones durante la fabricación.
Diagrama de bloques.
VII. Uso Del Producto. Su uso principal es como materia prima para explosivos. También es usado como fármaco para los pacientes con angina de pecho o insuficiencia cardíaca. La nitroglicerina tiene un efecto de dilatación en los vasos sanguíneos y un médico puede recetarla para tratar un número de condiciones que implican la restricción del flujo de la sangre. Este tratamiento se utiliza especialmente en pacientes con angina de pecho, que es el dolor de pecho causado por espasmos en los vasos sanguíneos alrededor del corazón. Los pacientes con insuficiencia cardiaca pueden necesitar este medicamento para reducir la carga en el corazón de modo que no tiene que trabajar tan duro. También puede ser utilizado en las pruebas de basculación, y se utiliza a veces para tratar cuestiones médicas
causadas por el flujo sanguíneo restringido en un área específica del cuerpo, con un parche que se aplica directamente a dicha ubicación para abrir los vasos sanguíneos. Esto puede evitar los calambres, el dolor y la muerte del tejido, haciendo que la zona reciba suficiente sangre.
Observación: No se han realizado los estudios apropiados sobre la relación entre la edad y los efectos de la nitroglicerina en la población pediátrica. Su seguridad y eficacia no han sido establecidas. Por eso, este medicamento no está aprobado para su uso en niños. Si su médico recomienda un ungüento de nitroglicerina para su hijo, asegúrese de discutir los riesgos y beneficios.
Riesgos e información toxicológica. Algunos de los efectos secundarios más comunes de la nitroglicerina incluyen dolor de cabeza, mareos y desvanecimientos. Si se utiliza la forma inyectable de la nitroglicerina, los síntomas pueden incluir irritación de la piel en el sitio de la inyección. Las náuseas y los vómitos también se encuentran entre los efectos secundarios más comunes de la nitroglicerina. Los efectos secundarios más graves pueden incluir visión borrosa, trastornos del habla o una reacción alérgica potencialmente mortal llamada anafilaxia. Cualquier pregunta o inquietud acerca de las respuestas individuales a la nitroglicerina se debe discutir con un médico u otro profesional médico. Un latido del corazón irregular, el empeoramiento del dolor de pecho o un desmayo son efectos que deben ser tratados con emergencia, ya que estos síntomas podrían indicar la presencia de un problema grave y potencialmente fatal en el corazón. La debilidad extrema o la hinchazón repentina de los pies o las manos deben ser consultadas con médico inmediatamente. La anafilaxia es uno de los efectos secundarios raros pero serios de la nitroglicerina. Los síntomas a menudo incluyen una erupción cutánea, urticaria e hinchazón de la cara, labios o garganta. La respiración puede ser difícil o imposible y el paciente puede perder la conciencia. Es urgente la asistencia médica de emergencia si esto ocurre, una falta de oxígeno puede resultar fatal en cuestión de minutos si no hay intervención médica inmediata.
BIBLIOGRAFIA QUIROMER LINCOGRAFIA https://www.maxam.net/es/fundacion/casa_explosivo/produccion_industri al_explosivos http://historiaybiografias.com/nitroglicerina/
https://es.wikipedia.org/wiki/Nitroglicerina https://es.wikipedia.org/wiki/Dinamita http://www.ingenieriaquimica.org/foros/proceso-para-laproduccion-nitroglicerin http://www.jmcprl.net/GLOSARIO/NITROGLICERINA.htm
