GENERALIDADES
El anhídrido acético es un liquido cristalino, incoloro es un derivado primario del acido acético y muy similar a este en su aspecto, viscosidad, densidad e índice de refracción. El proceso de producción de este producto consiste en la pirolisis de la materia prima a través de un reactor en el cual se realizara la conversión del acido acético
Propiedades físicas del anhidro acético peso molecular (gr/mol-gr) temperaturas de fusión °c temperaturas de ebullición temperaturas de ignición °c temperaturas de inflamación °c vaso cerrado vaso abierto calor especifico 20°c (cal/gr) Vapor Liquido calor de vaporización a 15°c (cal/gr) calor de combustión estándar (kcal/mol) calor de fusión (cal/gr) calor de hidrólisis a 25°c (cal/gr9 calor estándar de formación (kcal/mol) Vapor Liquido energía libre estándar de formación(kcal/mol) Vapor Liquido temperatura critica °c presión critica atm conductividad eléctrica (ῼ− ∗ − 0°c 25°c
102.09 -73.1 139.5 315.0 51.0 64.4 0.23 0.434 66.2 431.9 24.59 136.9 -148.82 -155.16 -119.29 -121.75 326.0 46.0
1 ∗ 1 0− 4.8∗ 10−7
Propiedades químicas del anhídrido acético + → [] + Las características químicas del anhídrido acético incluyen en primer lugar su habilidad para acetilar bajo condiciones no severas, donde la acción del acido acético se limitada. Su resistividad a la oxidación o descomposición de sus grupo metílicos, su facilidad para la cloración y su lenta, pero fácilmente catalizada hidrólisis a acido acético, son propiedades muy apreciadas. Acetilación Deshidratación Reacciones de un grupo carbonilo simple Cloración Hidrólisis
Usos y aplicaciones
Principal agente acetilante Explosivos particularmente la producción de hexageno La producción de ciertos tipos de fluido de frenos. La industria de detergentes, para la producción de activadores blanqueadores en frio, tales como la acetilendiamina. En la industria del teñido, donde es usado principalmente en la mezcal con acido nítrico, como agente nitrante. En la producción de farmacéuticos, tales como acetilsaliciloco, acetilaminofenol, etc. En la industria de los alimentos. Principalmente en la acetilación de grasas animales y vegetales Sabores y fragancias( producción de esteres y cumarina) Herbicida, tales como DUAL y LASSO
Materia prima: acido acetico Ac. Acético es el nombre comercial de una sustancia químicamente conocida como acido metil carboxílico Este se puede obtener por la oxidación del etanol: + → + La producción de acido acético, promueve el desarrollo de nuevas industrias derivados, entre las cuales están: industria de acetatos, textil, alimenticia, farmacéuticas, farmoquimica, de polímeros de plásticos, etc.
Especificaciones técnicas grados de pureza (% en peso) Color pinto de ebullición (|c) gravedad especifica punto de inflamación(°c) copa abierta contenido de aldehído(%en peso)
92 CRISTALIN O 105-118 1.06 45 0.002
cloruros(p.p.m)
3
sulfatos(p.p.m)
0.3
residuos sólidos(% en peso)
0.006
Propiedades físicas del acido acético peso molecular (gr/mol-gr) temperaturas de fusión °c temperaturas de ebullición temperaturas de inflamación °c copa abierta calor especifico 20°c (cal/gr) calor de vaporización a 118.3°c (cal/gr) calor de combustión estándar 20 °c (kcal/mol) calor de fusión a 16.58 °c (cal/gr) calor de disolución (cal/gr) calor estándar de formación (kcal/mol) Vapor Liquido temperatura critica °c presión critica atm
60.05 16.7 118.1 73 0.472 96.8 209.4 44.7
-0.343 -116.4 -104.72 321.6 57.2
Propiedades químicas del acido acético El acido acético puro es un liquido que cristaliza por debajo de los 15°c y es uno de los ácidos orgánicos más importantes y mas fuerte teniendo como todos los ácidos orgánicos, menos grado de ionización que los ácidos fuertes inorgánicos. solubilidad esterificación halogenacion acción sobre otras sustancias acción del calor
Métodos de fabricación del anhídrido acético
La vía de producción de anhídrido será la de descomposición del acido acético obteniendo como producto intermedio el ceteno y agua ambos en estado gaseoso El catalizador utilizado para la producción del anhídrido será el trietilfosfato Especificaciones técnicas del trietilfosfato Pureza (% de Ester en peso), %min Gravedad especifica a 20/20°C
97 1.068 1.072 acido 0.02
Acidez, %máx.(calculado como fosfórico) 215 – 216 Temperatura de ebullición (°C) 8.9 Densidad (lbs./gal) Turbidez a 20°C (cuando 1vol. Es mezclado con 19vol. De gasolina de 60°Be) nula
-
Propiedades del catalizador ( )
Es un líquido incoloro, de alto punto de ebullición, olor imperceptible; muy estable a temperatura ordinaria, compatible con muchas gomas y resinas. Es muy difícilmente inflamable Es soluble en la mayoría de solventes orgánicos, es completamente miscible en agua. Cuando es mezclado con agua, es bastante estable a temperaturas ordinarias, pero a temperaturas elevadas se hidroliza lentamente.
Temperatura de fusión (°C) Temperatura de ebullición (°C) Temperatura de inflamación (°C) Índice de refracción a 20°C Densidad a 20°C (lbs./gal)
-56.4 216 115.6 1.4055 8.90
USOS Y APLICACIONES Es un solvente de alto punto de ebullición, se usa también como plastificante para resinas, plásticos, gomas y caucho. Es utilizado también en la fabricación de pesticidas, como catalizador y como removedor de lacas.
Fundamentos del proceso Reacciones generadas durante el proceso Estas requieren de una T de 700 ºc y una presión de 1 atm
+ ∆ = 32.142/ + [ ] ∆ = 29.32/ Una vez llegada a la temperatura de 700 ºc esta debe descender rápidamente para lograr la condensación del agua a 60ºc, a esta temperatura el ceteno en estado gaseoso que reaccionara con el acido acético liquido y formar el anhídrido acético
Al ingresar al reactor la mezcla debe de alcanzarse temperaturas de 700 ºc por que la reacción es endotérmica de este modo hacemos que la misma se desplace a la derecha aquí ocurre la formación del ceteno, debe cuidarse que la temperatura no descienda por debajo de los 380 ºc en el intercambiador ya que hay peligro de recombinación, además se sabe que el tiempo en esta etapa es corto ,también se debe lograr la condensación del agua a los 60 ºc es a esta temperatura a la que el ceteno se combina con el acido acético liquido y forma el anhídrido acético
+ + = Como el volumen de la reacción varia se tiene:
=
1 1
Reacción en la etapa de absorción
() + () ( ) () + - = Para el proceso seleccionado, se tiene: Conversión: 80% Selectividad a cetona: 99% Rendimiento: 92% A 75% de conversión es superior a 96%, (98,3%) El catalizador apropiado para las condiciones de presión y temperatura del proceso, es el trietilfosfato, el cual sera atomizado en la corriente de acido acético, antes de entrar al horno de hidrolisis. Su acción es aligerar el alcance del equilibrio en la reacción principal y esta distribución en fase gaseosa en la mezcla de descomposición. Debe ser destruido inmediatamente a la salida del horno mediante la inyección de amoniaco
Aspectos termodinámicos Reacciones generadas en el proceso a. b. c.
REACCION
+ 2 2 + + ( )
a. b. c.
Calor de reacción a las condiciones de operación
∆ ∆ ∆ = ∆° ∆ + + 2 3 REACCION 7° ( I. I. I.
) 29.5700 -10.3307 -28.8328
∆° ( / ) -32.142 -10.776 -29.32
Cálculos de ingeniería Base de calculo: 145.83 Kg/h de producto
) )
7 °
+ (+19,000/
+
+
(15,000 /
[ ]
RESUMEN DE BALANCE DE MATERIA EN EL REACTOR ENTRADA
SALIDA
compomente
Kg/hr
% peso
95.438
0.996
H O
0.19125
0.001995
( )
0.1913
0.001996
95.8206
100.00
total
compom ente
Kg/hr
% peso
56.894
0.6645
2.817
0.0329
0.9378
0.0109
1.8757
0.0219
22.905
0.2675
( ) 0.1913
0.0023
co
H O
total
85.621
