Obtencin De Propilenglicol.

Nombres: Oscar Oswaldo Beltrn Hernndez. Cdigos: 2081592 Grupos: F1 Mnica Esperanza Velsquez Torres. 2081195 B1 Camilo Andrs Snchez Lemus. 2072382 F1

Termodinmica ll

Bucaramanga30 De MarzoDe2012

INTRODUCCIN.El proceso de produccin de propilenglicol a partir de la combinacin del oxido de propileno con agua se efecta en un reactor de tanque con agitacin continua (CSTR) que opera a presin atmosfrica, la corriente producida es luego alimentada a una columna de destilacin, donde la mayora del glicol es recuperado en la base de la torre. La destilacin de la mezcla del xido de propileno y agua es la etapa donde se obtiene el propilenglicol. Este proceso fue escogido, debido a que el propilenglicol es un compuesto de uso corriente en numerosas industrias y tiene una amplia gama de aplicaciones prcticasUn reactor CSTR es un tanque en el cual la masa reaccionante es continuamente agitada de tal manera que se considera como una mezcla completa, por lo tanto se asume que sus propiedades son uniformes en todo el interior del reactor y debido a que la reaccin es de tipo cintico, cuya velocidad depende solamente de la concentracin de uno de sus reaccionantes se simplifica considerablemente el proceso.El propilenglicol industrial es un lquido incoloro, soluble en agua, higroscpico, con un olor especfico de glicoles, de viscosidad media, de baja presin de vapor y de baja toxicidad. Tiene una vida til de un ao, siempre y cuando se almacene a una temperatura menor a 40C en recipientes cerrados y protegidos de los rayos ultravioleta. Se utiliza en una amplia gama de productos, incluyendo diversos productos bsicos tales como resinas de polister, refrigerantes para motores, pinturas de ltex, fluidos de transferencia de calor y compuestos anticongelantes. Asimismo, satisface los requisitos para la aplicacin en limpiadores lquidos, lubricantes, plastificantes y aditivos para el triturado de cemento. Se emplea como disolvente, como medio para transferir calor o como producto qumico intermedio, aprovechando sus grupos reactivos de hidroxilo.Las soluciones acuosas de propilenglicol industrial cuentan con excelentes propiedades anticongelantes y por lo tanto, son valiosas en la transferencia de calor a bajas temperaturas, en aplicaciones industriales, se utiliza para la industria farmacutica, de aseo personal, cosmticos y de alimentos.MARCO TERICO Un reactor CSTR es un reactor de mezcla. La ecuacin de diseo de un reactor de mezcla es:

Siendo V, el volumen del reactor, FAo, el flujo molar del reactivo limite, ,el tiempo espacial, Cao,la concentracion del reaccionante A en la corriente de entrada, XA, la conversion de A y rA, la velocidad de reaccion de A.La velocidad de una reaccion no catalitica depende de la concentracion de reaccionante.Con respecto al reaccionante A, la ecuacion de velocidad de reaccion se expresa de la siguiente manera: Siendo k, la constante especifica de velocidad de reaccion, n, el orden cinetico de la reaccion CA, la concentracion de reaccionante. Para estimar el coeficiente de actividad en la simulacin de destilacin flash se utiliza el mtodo de UNIFAC MODIFICADO el cual es un mtodo de contribucin de grupos. Estos mtodos surgieron como consecuencia de la necesidad de hacer estimaciones de propiedades termodinmicas en casos en los que no se cuenta con ningn dato experimental. La idea sustantiva de estos mtodos es que una molcula se puede considerar como la suma de todos los grupos que la integran.La extensin de los mtodos de contribucin de grupos a las mezclas es sumamente atractiva porque aunque la cantidad de compuestos puros que se encuentra en la prctica industrial es sumamente grande, la cantidad de mezclas diferentes es muchas veces mayor dado que cada mezcla es una combinacin de sustancias puras y la cantidad de combinaciones posibles es un nmero grande que depende de la cantidad de sustancias en la mezcla.La generacin de predicciones a partir de un mtodo de contribucin de grupos resuelve problemas que de otro modo tendran que esperar a la obtencin de valores experimentales confiables con la consiguiente prdida de tiempo y dinero. Por este motivo el mtodo UNIFAC se ha usado cada vez ms en los ltimos tiempos y se ha aplicado a la estimacin de muchas propiedades termodinmica de mezclas. Consideraremos el mtodo modificado de UNIFAC, el mtodo UNIFAC DORTMUND, ya que considera una mayor cantidad de parmetros de interaccin binaria y ha venido dando resultados confiables y precisos.Evaluando el coeficiente de actividad mediante UNIFAC-DORTMUND:

Donde i es el nmero de componentes y k el nmero de subgrupos. Es el volumen relativo.

Es el rea superficial relativa.

RESULTADOSEl diagrama de flujo para el proceso simulado es el siguiente:

El flujo 1 es de xido de propileno y el flujo 2 es de agua. Estos flujos entran en un mezclador y producen el flujo 3. El flujo 7 es de nitrgeno y se une con el flujo 3 para entrar al reactor de tanque con agitacin continua (CSTR). El flujo 4 sale del reactor y entra a un destilador flash. En esta unidad de operacin, se separa el flujo 4, donde el flujo 5 sale en estado lquido mientras que el flujo 6 sale en fase vapor.Corrientes de entrada127

Oxide de propileno 0,018899600

Nitrgeno002,5199E-04

Agua00,07693340

Propilenglicol000

Flujo total kmol/s0,01889960,07693342,5199E-04

Flujo total kg/s1,0976941,3859777,0593E+03

Corrientes de salida3456

Oxide de propileno 0,01889969,92150E-039,64268E-032,78821E+04

Nitrgeno02,51996E+043,74180E-052,14578E+04

Agua0,07693340,06795520,06795438,23168E+07

Propilenglicol08,97818E-038,97818E-037,69677E+08

Flujo total kmol/s0,0958330,08710680,08664,94299E+04

Flujo total kg/s2,4836712,490732,46850,0222256

Destilador flashTemperatura de salida305,37222 k

Presin de salida115142,447 Pa

Fraccin de Vapor0,00567462

Calor42,5217029 KJ/s

1 st liqudo/Total lquido0,21875976

Equilibrio de fasesComponenteFXYK

xido de propileno 0,113900290,508919670,564073281,10837781

Nitrgeno0,002892940,001974830,43410569219,815054

Agua0,780135910,015260610,001665320,1091232

Propilenglicol0,103070860,473844880,000155710,0003286

CONCLUSIONES Aspen plus es un programa de simulacin de procesos que facilita el clculo de propiedades termodinmicas. Este software es muy utilizado, debido a que ahorra tiempo y simula muy bien los procesos, de una forma rpida y eficiente. Por medio de este programa, se simul el proceso de obtencin de propilenglicol a partir de una mezcla procedente de un reactor de tanque con agitacin continua (CSTR). Por medio de la destilacin flash, se obtiene el propilenglicol. Este compuesto orgnico, es empleado en numerosas industrias y tiene una amplia gama de aplicaciones prcticas. Para la optimizacin de este proceso de separacin, es necesario un conocimiento fiable de la conducta de equilibrio de fases. Por lo tanto, la utilizacin del mtodo UNIFAC Modificado es una muy buena aproximacin a los datos experimentales. Escoger un eficiente mtodo para calcular las propiedades termodinmicas es una decisin muy importante. Entre ms parmetros, correlaciones y definiciones incluya el modelo, los resultados sern ms cercanos a la realidad y por lo tanto, las simulaciones se aproximan a lo que se est operando en las industrias.

BIBLIOGRAFIA SMITH, J.M. VAN NESS, H.C. ABBOTT, M.M. Introduccin a la termodinmica en Ingeniera Qumica. Mxico: McGraw-Hill. P. 791-797. http://www.slideshare.net/nestorbalcazar/problemas-propuestos-hysys-presentation http://msdssearch.dow.com/PublishedLiteratureDOWCOM/dh_0042/0901b80380042aab.pdf?filepath=propyleneglycol/pdfs/noreg/117-01543.pdf&fromPage=GetDoc http://www.ciiq.org/varios/peru_2005/Trabajos/V/3/5.3.02.pdf