República Bolivariana de VenezuelaUniversidad del ZuliaFacultad de Ingeniería

Escuela de Ingeniería QuímicaQuímica Industrial

Oxido de Etileno y Glicoles

CARACTERISTICAS

• Gas incoloro a temperatura ambiente y presión atmosférica normal

• Es técnicamente el epóxido mas importante

• Líquido o gas, incoloro, de olor parecido al éter, irritante a altas concentraciones

• Miscible en agua y en la mayoría de los disolventes orgánicos como alcohol y éter.

• El óxido de etileno es un compuesto de poder reactivo muy elevado. En estado líquido se polimeriza fácilmente. La reacción es fuertemente exotérmica y puede ser explosiva

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CARACTERISTICASO

xido

de

Etile

no• La polimerización del óxido de etileno puede acelerarse por

acción directa de la luz, del calor o de productos químicos diversos: K, FeCl3, Sn, Zn y Al, óxidos de hierro y aluminio, ácidos y bases.

• Algunos metales actúan como catalizadores de su descomposición como: Cu, Ag, Hg, Mg y sus compuestos, y pueden ser origen a explosiones.

• Similarmente puede reaccionar vigorosamente en amoníaco, alcoholes, aminas y ciertos productos oxidantes.

• Su descomposición térmica puede dar lugar a la formación de: acetaldehído, óxido de carbono, metano, etano, propano e hidrógeno.

Formula química C2H4O

Peso molecular 44.05

Densidad (20°C) 0,896 g/ml

Punto de ebullición 10,4º C

Punto de fusión -111°C

Explosividad % volumen de aire 3%

PROPIEDADES QUIMICAS Y FISICAS

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Textiles

Envasesplásticos

Secadode gas

Anticongelanteaditivotérmico

Reguladorde

viscosidad

Aislantetérmico

Gomaespuma

Pintura

Pintura

Solvente

Lacas

Ligade

frenos

Emulsificaciónde crudospesados

Pulpay papel

Herbicidasfungicidas

Tratamientode aguas

Deshidrataciónde crudo

Industriafarmacéutica

Esterilizaciónde material

clínico

Agentesde limpieza

Detergentes

Champús

Cosméticos

Emulsificantes

Glicoleséteres

Glicoles

Óxidode

Etileno

Agenteesterilizante

Aminas

Polioles

Desemulsificantes

Agu

a

Alcoholes

Amoníaco

Dióxido de Carbono

Freón

Polialcoholes

Resinas

Alquilfenol

Alcoholes grasos

Surfactanteno-iónico

Complementonutricional

Anticorrosivos

Desulfuraciónde

crudo

USO Y APLICACIONO

xido

de

Etile

no

SÍNTESISO

xido

de

Etile

no

2 HOCH2CH2CI + Ca(OH)2 2 H2C CH2O

+ CaCI2 + 2 H2O (2)

Proceso: Absorción del etileno en agua como Clorhidrina al 5% y luego calentado con un exceso de Ca(OH)2 al 10%

Selectividad: Selectividad al OE aproximadamente el 80%

Limitaciones: 1. Altos requerimientos de reactivos.2. Alto costo del cloro.3. Problemas de contaminación

1. Oxidación Indirecta del Etileno con Clorhidrina como producto intermedio

Se fundamente en la transformación de etileno, aire u oxígeno sobre catalizadores de plata en fase gaseosa.

• Oxidación parcial de C2H4 a óxido de etileno:

• Oxidación del etileno a CO2 y H2O::

• Oxidación total de C2H4O a CO2 y H2O:

2. Oxidación directa del EtilenoO

xido

de

Etile

no

H2C=CH2 + 0,5 O2 H2C – CH2 (H = -105 kJ/mol)

O

H2C=CH2 + 3 O2 2 CO2 + 2 H2O (H = -135 kJ/mol)

+ 2,5 O2 2 CO2 + 2 H2O (H = -292 kcal/mol)H2C – CH2

O

Reacción

principal

Reacciones Paralelas

Consideraciones Importantes

• Las reacciones son exotérmicas, por lo que se favorece a bajas temperaturas en el orden de los 260-290ºC. Altas Temperaturas favorecen las reacciones de combustión.

Temperatura

• La reacción principal ocurre con una disminución del número de moles por lo que se favorece a altas presiones.

Presión

• Son esencialmente irreversibles puesto que las energías libres de formación del óxido de etileno, CO2 y H2O tienen valores muy negativos

Reversibilidad

H2C=CH2 + 0,5 O2 H2C – CH2 (H = -105 KJ/mol)

O

IMPORTANTE: La relación Etileno/Oxígeno esta va a venir determinada por los límites de inflamabilidad de la mezcla. Para dirigir la transformación en el sentido de la primera reacción, se requiere la presencia de un catalizador

metálico.

ASPECTOS TERMODINÁMICOSO

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de

Etile

no

1.-Las velocidades de formación de OE y CO2 son proporcionales a las concentraciones de etileno y oxígeno.

Consideraciones Importantes

2.-La adición de ciertos compuestos orgánicos halogenados, como el dicloropropano puede aumentar la selectividad reduciendo las reacciones laterales de combustión.

3.- La conversión del etileno es de solo un 10 – 15 %. Por lo que el etileno alimentado a los reactores que no reacciona debe ser reciclado

OCHCH CH0CH 322

O2H 2CO O 5/2 OCHCH 2223

O2H 2CO O 5/2 CH0CH 22222

Ha sido establecido que el CO2 es formado en dos rutas diferentes.1.- El etileno reacciona directamente con oxigeno para formar CO2 y Agua 2.- El OE isomeriza a Acetaldehído y posteriormente este se oxida muy rápidamente a CO2 y Agua. La velocidad que controla la reacción es la isomerización de OE.

ASPECTOS CINÉTICOSO

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de

Etile

no

CatalizadorEl catalizador utilizado para la oxidación selectiva del etileno a OE es de plata soportado generalmente sobre alúmina. El contenido de Ag es de 8 -14 % p/p. El soporte más usado es el alfa-alúmina, pero la sílice-alúmina puede ser usada. La vida útil del catalizador es de 2-4 años.

5M + 5O2 5MO2 H2C – CH2

O

4MO2 + 4H2C=CH2ads + 4MO

4MO + 4H2C=CH2ads 2CO + 2H2O +4M

2CO + MO2 2CO2+ M

Mecanismo de Reacción1.- El O2 se adsorbe molecularmente a la plata y reacciona con el etileno, formando

el OE.

2.- El O atómico formado no puede formar más OE por lo que quema el etileno

formando CO y agua.

IMPORTANTE: Altas temperaturas aceleran el envejecimiento del catalizador.

El CO2 envenena el catalizador por lo cual debe ser removido

𝐴𝑔/ 𝐴𝑙2𝑂3

ASPECTOS CINÉTICOS

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MECANISMO DE REACCIÓN

En la figura se muestra una zona representativa del catalizador de en ella se observan partículas lisas y muy compactas. Presentando una morfología heterogénea

Micrografía obtenida por microscopia electrónica de barrido del catalizador

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CATALIZADOR DE PLATA SOPORTADO EN ALÚMINA

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SOPORTESO

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de

Etile

no Su función es facilitar la dispersión y estabilidad de la fase catalítica activa Debe tener una elevada área superficial , una adecuada distribución de tamaño de

poro y una buena estabilidad térmica La alúmina () es el soporte comercial mas empleado

FENÓMENOS DE DESACTIVACIÓN

La desactivación por este mecanismo ocurre cuando ciertas moléculas presentes en el medio de reacción (venenos) se quimisorben irreversiblemente sobre los centro activos, disminuyendo el numero de estos disponibles para la reacción principal. Presencia de impurezas envenenan el catalizador

La desactivación por ensuciamiento se debe al deposito de residuos carbonosos que quedan retenidos fuertemente en la superficie del catalizador, bloqueando parte de los centros activos (quedan depositados sobre los centros o bien taponan el acceso a los poros sobre los que los centros están fijados). Una causa principal del ensuciamieto del catalizador es el uso de reactivos ricos en carbono

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ENVENENAMIENTO

ENSUCIAMIENTO

ENVEJECIMIENTOO

xido

de

Etile

noSe debe a procesos de degradación de la estructura del catalizador en las condiciones de reacción (reducción de la superficie especifica por estrechamiento o cierre de poros), que reduce el numero de centro activos accesibles del catalizador. Temperaturas elevadas pueden llevar al envejecimiento del catalizador.

SINTERIZACION

Se debe al crecimiento o aglomeración de los cristales metálicos (centros activos) durante la reacción. Las altas temperaturas son causantes de este fenómeno.

1.- La selectividad depende de la composición de la alimentación y de las condiciones de operación. La máxima selectividad hacia OE alcanzada es de 70%.2.-Como regla general, la selectividad decrece con el incremento de la conversión. Por lo que la conversión del etileno debe ser baja para mantener alta la selectividad hacia EO.3.- Es controlada por la variación de la temperatura de reacción y por la adición a la mezcla reactante del inhibidor Dicloroetileno

La relación O2/etileno tiene una influencia predominante en la conversión y el rendimiento. Para propósitos prácticos, la concentración óptima de etileno es determinada por los límites de inflamabilidad de las mezclas O2 –etileno.A condiciones ambientales, el aire etileno exhibe un rango de auto ignición entre 2 y 28.6% de volumen de etileno. El límite inferior es el mismo con el aumento de temperatura, pero el límite superior se incrementa.

Etileno Oxigeno Inertes

Los gases inertes sirven para diluir los reactantes y evitar la región explosiva. La introducción deliberada de metano en la mezcla tiene como objetivo aumentar la conductividad térmica de la mezcla de gas y así mejorar la remoción de calor del reactor

ASPECTOS CINÉTICOS

Selectividad

Relación Aire – O2 / Etileno

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Producción mundial de Oxido de Etileno REGIÓN NUMERO DE EMPRESAS PRODUCTORAS PRODUCCIÓN (miles de toneladas)

NORTE AMERICA Estados Unidos 10 4,009

Canada 3 1,084Mexico 3 350

SUDAMERICA Brasil 2 312

Venezuela 1 1,982EUROPA Belgica 2 770Francia 1 215

Alemania 4 995Holanda 2 460España 1 100Turquía 1 115

Reino Unido 1 300MEDIO ORIENTE

Iran 2 201Kuwait 1 350

Arabia Saudita 2 1,781ASIA China 1 1,354

Taiwan 4 820India 2 488

Indonesia 1 175Japon 4 949

Malaysia 1 385South Korea 3 740

Singapore 1 80TOTAL >53 18,965

Fuente: SRI Consulting, 2009

SELECCIÓN DE TECNOLOGIAS

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• El aire introduce una gran cantidad de nitrógeno, por lo que es necesario introducir una purga. El proceso basado en oxígeno en cambio necesita introducir metano y argón para diluir el oxígeno

• La cantidad de aire purgado es suficiente para eliminar también el exceso de CO2 formado. No obstante como la purga contiene demasiado etileno es necesario introducir un reactor secundario antes de proceder a su eliminación en la atmósfera.

• Las condiciones de reacción óptimas son más difíciles de conseguir en los procesos basados en aire, pero como ventaja la conversión sobre todo en los reactores secundarios es mayor, por lo que en la purga llega un nivel aceptablemente bajo de etileno.

• El proceso basado en oxígeno es mucho más selectivo que el basado en aire.

• El oxígeno puro es mucho más caro que el aire (que es prácticamente gratis), por lo que los procesos basados en oxígeno sufren este sobrecoste.

• Los dos procesos tienen como principales subproductos el etilénglicol, el dietilénglicol, el trietilénglicol y el formaldehído.

DIFERENCIAS ENTRE LAS TECNOLOGÍAS

Pralca es la única planta de su tipo en Venezuela, fortaleciendo la economía nacional al eliminar la importación de oxido de etileno y promover la exportación de glicoles de etileno. La planta entro en producción en Marzo de 1993. Diseñada para producir 16.000 TM anuales de OE y 66.000 TM anuales MEG

Características de producción:El proceso ´´SD´´ es catalítico. La fase de oxidación del vapor de etileno con oxígeno produce Óxido de Etileno, el cual seguido por la hidratación no catalítica del mismo, produce Etilenglicol.

Capacidad de la planta:• Operación anual de 8.000 horas • Óxido de Etileno: 22.000 TM/año• Etilenglicol (MEG): 84.000 TM/año• Dietilenglicol (DEG): 8.000 TM/año• Trietilenglicol (TEG): 1.300 TM/año

Se encuentra ubicada en el Sector Punta Camacho, Municipio Santa Rita del Estado Zulia

PRODUCCIÓN DE OXIDO DE ETILENO Y GLICOLES EN VENEZUELA

La empresa Pralca realiza todo el proceso mediante siete secciones que se encuentran divididas de acuerdo al funcionamiento que presta cada una al proceso productivo.

VISTA AÉREA DE PRALCA

Clientes de Pralca

Nacionales

Supliquim (Zulia)

Superquimica

Quibarca

Intequim

Q-var

Resimon

Oxiteno Andina

Internacionales

Oxyde Chemivak Inc.

Icc

Oxiteno

Quimica Trae

Industrias Vencedor

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Etileno: Suministrado por Pequiven desde las plantas Olefinas II, localizada en el compelo petroquímico Ana María Campos

Oxigeno: Suministrado a Pralca por AGA Venezolana y debe tener una pureza mayor a 99.5%.

Metano: Gas de Relleno, siendo reciclado casi en su totalidad, favorecer la eliminación de calor, disuelve los reactantes y reduce la zona de explosión

Agua: utilizada en el proceso como medio de enfriamiento y también, una parte se utiliza para la sección de reacción de glicoles. Agua no potable, ya que proviene directamente del embalse y no se le suministra ningún tipo de tratamiento

Catalizador: Plata soportado en Alúmina. El contenido de Ag es de 8 -14 % p/p

Dicloroetano: que inhibe la reacción de combustión del etileno, favoreciendo la reacción de oxidación

MATERIA PRIMA

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• Producido• PEQUIVEN, desde el complejo

Petroquímico Zulia – El tablazo. Planta de Olefinas

• Suministrado a Pralca• Tubería sublacustre de 8 in de

diámetro

Etileno

• Producido• AGA VENEZOLANA, la cual tiene

la planta en una zona adyacente al complejo Petroquímico Zulia

• Suministrado a Pralca • Tubería sublacustre de 8 in de

diámetro

Oxigeno • Proviene

• Embalse de PEQUIVEN• Suministrada a Pralca • Tubería sublacustre de 12 in de

diámetro

Agua

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Producción de Oxido de Etileno Licencias de tecnología actualmente existentes para la producción de Oxido de Etileno por oxidación directa

Compañía País OxidanteShell International

Chemicals BVHolanda Oxígeno

Scientific Design Co. China Aire/Oxígeno

Union Carbide Estados Unidos Aire

Huels Alemania Aire

Snamprogetti Italia Oxígeno

Japan Catalytic Co. Japon Aire/Oxígeno

Autochem Francia Oxígeno

Union Carbide (actualmente una division de Dow Chemical Company) fue la primera compañía en desarrollar el proceso por oxidación directa.

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PRODUCTO Pureza Humedad Impurezas

MEG (Grado Fibra)

99.9% 0.05% 0.05%

MEG (grado industrial)

99% 0.3% 0.5%

DEG 99.7% 0.10% 0.05%MEGmax0.05%TEGmax

TEG 97% 0.05% 2%DEGmax1%CEGmaxO

xido

de

Etile

noESPECIFICACIÓN DE LOS PRODUCTOS DE PRALCA

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ACCIONISTAS DE PRALCA

49%

0.4162

0.0938

Petroquimica de Venezuela (Pequiven)

Sofilago

International Petrochemical Holding LTD (IPHL)

Empresa Mixta

ALMACENAMIENTO OE

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El oxido de etileno se almacena en estado liquido (como liquido refrigerado o como gas comprimido licuado a temperatura ambiente) pero siempre bajo presión de gas inerte ( nitrógeno de pureza mínima 99,99 %). La presión en el interior de los recipientes se mantendrá constante mediante aporte de gas inerte cuando tienda a bajar o subir. Cuando se usa nitrógeno la presión en el interior de los recipientes será tal que el punto de trabajo este situado en la zona rayada (figura) para la temperatura de trabajo. En ningún caso el llenado máximo el recipiente superara 0,78 Kg de OE por del recipiente.

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• Tanques a presión, tipo esférico, son destinados al almacenamiento de hidrocarburos ligeros tales como: propano, butano, propileno y amoniaco, que a condiciones normales de P y T se encuentran en estado gaseoso.

• Se utiliza para almacenar grandes volúmenes

• Materiales: el tanque de almacenamiento debe ser de acero inoxidable, al igual que los accesorios y tuberías que vayan a estar en contacto con el oxido de etileno. No se puede emplear fundiciones de hierro, ni aleaciones de aquellos metales susceptibles de formar acetiluros, tales como cobre, magnesio o el mercurio.

• Los tanque de almacenamiento de OE y sus instalaciones anexas deben situarse alejados de las unidades de procesos y servicios, de oficinas, de los limites de propiedad, de edificios de publica concurrencia y, en general, de zonas con riesgos de provocar un incendio.

• El tanque debe estar ubicado en un lugar con suficientemente ventilado de forma natural.

• Para proteger del impacto térmico el sistema de OE puro, todos los recipientes de superficie, equipos y todas las tuberías no enterradas iran protegidas con material aislante térmico e ignifugo donde no pueda embeberse de OE en caso de fuga (vidrio celular) y recubiertas con chapa de acero inoxidable o aluminizado, o por cemento ignifugo.

Reactor multitubular Hecho de acero inoxidable Temperatura aproximada: 250 – 315 °C Presión aproximada: 10 – 20 atm Catalizador de plata soportado

generalmente sobre alúmina Uso de un inhibidor (hidrocarburos que

contienen Cl, sobre todo 1,2-di-cloro-etano, el cloruro de vinilo, cloruro de etilo, y sus mezclas)

Uso de refrigerante para remover el calor de reacción

Selectividad: 70 máx. Conversión: 10 – 15% Corto tiempo de residencia

Características Generales

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REACTOR: OXIDO DE ETILENO

Reactor multitubular de base fija con 8800 tubos, de diámetro entre 20 y 40 mm y 14 m de largo.

Carcasa Altura: 9930 mm y Diámetro: 5150mm Presión promedio de operación: 21 bar Temperatura de operación: 235 – 275 ºC Selectividad hacia el OE: 79.6% Capacidad de producción de OE: 22 MTMA Posee una sección tubular en la parte superior

empacada con material inerte, donde el gas de alimentación se calienta a la temperatura de reacción

La segunda sección, corresponde a la catalizada, donde reacciona el 9% del etileno alimentado

El fluido refrigerante es el agua La circulación de agua en la carcasa es por la acción

del efecto termosifón con vaporización del 3 a 4% del agua que entra

Características Generales del reactor utilizado en PRALCA

Carga al Reactor

Para estos reactores de lecho fijo multitubulares, el flujo uniforme de los tubos es importante para lograr un funcionamiento óptimo.

Si el flujo es más lento a través de algunos tubos, la eliminación de calor es debilitada, y los puntos de temperatura local pueden llevar a la producción de excesiva CO2 en esos tubos

La proporción del flujo depende de la resistencia en los tubos, la cual es determinada por la densidad del catalizador.

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REACTOR: OXIDO DE ETILENO

Tiempo de Residencia TemperaturaSe usan tiempos de residencia cortos para: Disminuir las reacciones de combustión. Mantener la selectividad Evitar la conversión máxima de etileno hacia

OE y productos no deseados A tiempos de residencias altos puede

reaccionar el óxido de etileno formado con el oxígeno.

• En los tubos del reactor: es mantenida por ajuste automático de la presión del refrigerante

• El calor exotérmico de la reacción es mucho más alto para la formación de CO2, y puede exceder la capacidad de eliminación de calor local del refrigerante.

• Temperaturas altas en la zona caliente causan una disminución de la selectividad a EO porque se quema más cantidad de etileno a CO2.

• La temperatura en la zona caliente varía según la concentración de etileno y por consiguiente, según la temperatura de entrada, la temperatura del refrigerante, y de la proporción de gas que fluye.

Adición de Inhibidores Un moderador aumenta la selectividad a EO en

el reactor por inhibición de la reacción de etileno a CO2 y agua.

Los hidrocarburos que contienen Cl, sobre todo 1,2-di-cloro-etano, el cloruro de vinilo, cloruro de etilo, y sus mezclas, son los mayormente utilizados; generalmente en concentraciones.

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REACTOR: OXIDO DE ETILENO

Producción de Glicoles

El proceso productivo de PRALCA se realiza en una planta de

proceso continuo en donde el Etileno y el Oxigeno reaccionan

dentro deun reactor multitubular en presencia de un catalizador

sólido a base deplata metálica.

Sección 100: Reacción del

Oxido de Etileno

Sección 400: Purificación del

Oxido de Etileno

Sección 300: Despojamiento y Reabsorción

de Oxido

Sección 200: Remoción del

Dióxido de Carbono

PROCESO INDUSTRIAL PARA LA OBTENCION DE OE

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Etileno, Oxígeno y gas de reciclo se comprimen e ingresan a un reactor o tren de reactores multitubulares, empleando un catalizador a base de Plata.

Existe paralelamente una reacción secundaria de combustión de Etileno responsable de la generación de los únicos dos subproductos, Dióxido de Carbono y Agua.

SECCIÓN 100: REACCIÓN DEL ÓXIDO DE ETILENO

Tecnología Ventaja Desventaja

Aire• No se necesita la instalación de la fraccionadora de

aire

• Mayor pérdida de etileno en la purga

de inerte.• Mayor gasto en

circulación de gases.

Oxígeno• Menor pérdida de

gases.• Cantidad constante

de inertes.

• Requiere de un fraccionador u O2

de alta pureza.• Requiere el lavado

de CO2

¿Por qué oxígeno?

Componente %v/v

C2H4 25

O2 8

CO2 7

Impurezas 12

CH4 45.4

Composición típica de entrada al reactor

Selectividad hacia Óxido de etileno= 79.6% molar

• El CH4 manteniene al Etileno y Oxígeno por debajo de su límite de inflamabilidad.

• El inhibidor (dicloroetano) controla la oxidación del etileno y minimiza la formación de compuestos indeseables.

• En el reactor el etileno es convertido parcialmente a Oxido de etileno, CO2 y H2O, reaccionando aproximadamente el 9% del etileno.

Desulfurador Compresor

Inhibidor Dicloroetileno(EDC)

Intercambiador de calorREACTOR

Enfriador

Mezclador Separador/Absorbedor

Agua rica en OE + impurezas

Gas de reciclo pobre en CO2

Purga hacia el incinerador

A la sección de remoción de CO2

240ºC

: 8%

Agua de la Columna separadora

Sección de Purificación

Remoción de CO2

CH4

C2H4

O2 (31 Kg/cm2)

Recipiente deSeparación

SECCIÓN 100: REACCIÓN DEL ÓXIDO DE ETILENO

23

220ºC

85ºC

190ºC

18%

82 %

21,5

260ºC – 290ºC

SECCION 200: SECCION DE REMOCION DEL DIOXIDO DE CARBONO

El método usado comercialmente para la remoción de CO2 es la absorción química reversible con el carbonato de potasio y agua caliente.

Para esto en el contactor el gas caliente se pone en contacto con la solución acuosa de K2CO3 proveniente del regenerador, ocurriendo la siguiente reacción:

K2CO3 (sol) + H2O(sol)+ CO2(gas) 2KHCO3(sol)

Con lo que se reduce el contenido de CO2 de 8% v/v a 4.1% v/vLa función del recipiente de expansión súbita es separar los

hidrocarburos (C2H4/CH4) que vienen disueltos en la solución de carbonato y disponerlos de forma segura.La solución de carbonato que sale por el fondo del recipiente de expansión súbita baja al regenerador, donde por inyección de vapor se provee el calor necesario para remover el CO2. La reacción de despojamiento ocurre como sigue:

La concentración de K2CO3 en el fondo de la regeneradora debe mantenerse sobre el 25% p/p para evitar la formación de espumas. Los gases a la salida del regenerador son enviados a la atmósfera.

KOH + 2KHCO3 K2CO3 (sol)

18% Gas efluente del Separador/Absorbedor

8% v/v CO2

Intercambiador

Contactor

Recipiente de expansión

súbita

Regenerador

Agua de lavado

Gas pobre en CO2

Presaturador

y Separador

Agua carbonatada rica en CO2

Exceso de agua de lavado

Solución de carbonato regenerada

Hidrocarburos al incinerador

H2O/CO2/glicoles a la atmósfera

Gas pobre en CO2 4.1% v/v

106ºC

40ºC

77ºC

51ºC

Sección de reacción de OE

SECCION 200: SECCION DE REMOCION DEL DIOXIDO DE CARBONO

Sección de reacción de OE

Incinerador I-910

Atmosfera

SECCIÓN 300: SECCIÓN DE DESPOJAMIENTO Y REABSORCION DE OXIDO

Por el fondo de la reabsorbedora sale una solución que es enviada a la despojadora de glicoles.

Por el tope de la columna reabsorbedora, salen gases como CO2 e incondensables que son enviados a mechurrio.

La mezcla bifásica que sale del condensador se separa, recirculando el líquido hacia la despojadora y enviando el gas hacia la reabsorbedora.

Los productos de tope pasan a través de un condensador enfriado por aire donde se condensan los compuestos más pesados.

El producto de fondo de la despojadora se enfría y se envía al tope del reabsorbedor.

En la columna despojadora el OE se separa de la solución acuosa.

A tratamiento

Intercambiador de calor

Columna Separadora

Recipiente de

reflujo

Enfriador de agua circulante

Torre Reabsorbedora

Condensador

Agua rica en OE proveniente del

absorbedor

59ºC

Purga

74ºC

36ºCA la torre

absorbedora

Agua rica en OE

101ºC

Agua pobre en OE

114ºC

Compuestos pesados

OE libre de agua + CO2 + C2H4+ Ar +O2

+N2+ CH4 +C2H6

Mezcla bifásica

Vapor rico en OE

Líquido

Despojadora de glicoles

10%p/p OE

Columna de purificación

Agua pobre en OE

CO2/ gases no condensables

Incinerador

SECCIÓN 300: SECCIÓN DE DESPOJAMIENTO Y REABSORCION DE OXIDO

1.40

SECCIÓN 400: SECCIÓN DE PURIFICACION DE OXIDO DE ETILENO

El producto de tope de la columna separadora es vapor rico en formaldehído, este es condensado, y parte de el es retornado a la

columna, otra parte es enviada a tratamiento para evitar su acumulación en la columna.

La columna consta de una sección de pasteurización, la cual permite concentrar el formaldehído en el tope de la columna y que el Óxido de etileno de alta pureza sea extraído como una corriente

lateral.

El líquido de fondo contiene pequeñas cantidades de glicol, formado por la hidrólisis del OE, esta se enfría y se envía al

reabsorbedor.

El OE producto tiene una concentración máxima de aldehídos de 10 ppm p/p.

SECCIÓN 400: SECCIÓN DE PURIFICACION DE OXIDO DE ETILENO

De la C. Absorbedora

Precalentador Columna de purificación de OE

Condensador

Recipiente

Enfriadores

95ºC55ºC

Vapor rico en formaldehído

Purga de acetaldehído

Purga de formaldehído

Óxido de Etileno de alta pureza

a Almacenamiento

Producto líquido con pequeñas cantidades de glicol

146ºC

Al enfriador del reabsorbedor

62ºC

48ºC

CARACTERISTICAS

Liquido incoloro, inodoro, viscoso e higroscópico.Baja volatilidadTotalmente soluble en agua y en la mayoría de los disolventes

orgánicos.Tienen una gran capacidad para disolver numerosos

compuestos orgánicos lo que les permite servir como vehículos portadores de aromas, colorantes, etc.Gl

icol

es

Etilenglicol Dietilenglicol Trietilenglicol

Formula química

C2H6O2

Peso molecular 62.068

Punto de ebullición

198°C

Punto de fusión

-13°C

Densidad relativa

1.1

Formula química

C4H10O3

Peso Molecular 106.12 g/mol

Punto de ebullición

277.7°C

Punto de Fusión

-7 ºC

Densidad @ 20 ºC

1.1185 g/ml

Formula química

C6H14O4

Peso molecular 150.17 g/mol

Punto de ebullición

287.4 °C

Punto de Fusión -4 ºC

Densidad @ 20ºC

1.124 g/cm3

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS

Glic

oles

USO Y APLICACION

ETIL

ENGL

ICO

LAnticongelante en los

sistemas de refrigeración y

calefacción.Resinas de poliéster,

PETDisolvente en las

industrias de pinturas y plásticos.

Deshidratante del gas natural, como

disolvente de tintas y pesticidas y como

ingrediente de condensadores electrolíticos.

DIET

ILEN

GLIC

OL

Humectante para el tabaco, las esponjas

sintéticas y los productos de papel.

Resinas de poliéster insaturado y poliuretanos

Se encuentra en compuestos de corcho,

adhesivos de encuadernación, líquidos

de freno y cosméticos.Se utiliza para la

lubricación y el acabado de tejidos, y como

agente deshidratante del gas natural. TR

IETI

LEN

GLIC

OL

Desinfección del aire y para mejorar la

flexibilidad de algunos plásticos.

Humectante en la industria del tabaco

Es un producto químico intermedio en

la fabricación de plastificantes, resinas,

emulsionantes, lubricantes

y explosivos.

Glic

oles

1

2

3

Óxido de etileno junto a agua reaccionan para formar monoetilenglicol (MEG), dietilenglicol (DEG) y trietilenglicol (TEG).

A pesar del gran exceso de agua la selectividad en MEG es solamente de un 90%. Al propio tiempo se obtiene un 9% de DEG, un 1% de TEG y etilenglicoles superiores

Las exigencias de pureza varían según el empleo a que se destine el glicol; para obtención de poliésteres se proporciona de calidad especialmente alta (pureza del 99,9% en peso).

la cantidad relativa de cada glicol producido depende principalmente de la relación inicial entre el agua y el OE en el reactor, la obtención de etilenglicol se favorece a una relación 1/9 de OE/agua

Glic

oles

REACCIONES QUÍMICAS

∆H = - 80

Características Generales

Relación agua/OE a la alimentación de 9/1

Reactor Adiabático

Tubería de 18” de diámetro y 73 m de Longitud

Conversión Total

Tiempo de residencia de 8 min

Especificación ValorTipo de Reactor Flujo Pistón

Perfil de Temperatura, °C

145-190

Presión, Kpa 1722,53Número de Tubos 1

Diámetro, mm 457,2Longitud, m 73

REACTOR: GLICOLESGl

icol

es

Sección 700: Separación de Glicoles pesados, destilación

de DEG y TEG

Sección 500: Reacción de Glicoles y Evaporación

Sección 600: Secado y Purificación de

Glicoles

PROCESO INDUSTRIAL PARA LA OBTENCION DE GLICOLES

Glic

oles

SECCIÓN 500: REACCIÓN DE GLICOLES Y EVAPORACIÓN

R-520

El Reactor R-520 es una tubería de 18” de diámetro y aproximadamente 73 metros de longitud donde en una reacción no catalizada se obtienen esencialmente la total conversión de Oxido de Etileno. El tiempo de residencia en el reactor es de 8 minutos. El efluente del Reactor conteniendo cerca de 86% p/p de agua y una temperatura de 190º.El tren de Evaporadores consta de cinco efectos: Evaporador de Primer Efecto, Evaporador de Segundo Efecto, Evaporador de Tercer Efecto, Evaporador de Cuarto Efecto y Evaporador de Efecto al Vacío, C-535.

SECCIÓN 600: SECCIÓN DE SECADO Y PURIFICACION DE GLICOLES

Glicol crudo conteniendo 10% p/p de agua es alimentado directamente a la Columna de Secado, la solución de fondo de la Columna de Secado es enviada a la Columna de Purificación. El Producto Monoetilenglicol grado fibra es separado como una corriente líquida lateral y se recolecta en los Tanques de Almacenamiento Diarios de MEG, El MEG producto es enviado posteriormente a almacenamiento Final.

El glicol del fondo es enviado a la Columna Separadora de MEG donde el MEG es separado de los glicoles pesados y secados.

SECCIÓN 700: SECCIÓN DE SEPARACIÓN DE GLICOLES PESADOS. DESTILACIÓN DE DEG Y TEG.

El glicol pesado crudo es bombeado a la Columna de Poliglicoles, la cual contiene tres lechos de empaque.

Del fondo de la Columna de Poliglicoles se extrae y transporta TEG al tanque de TEG crudo. El DEG es sacado por el tope, enfriado y enviado a los Tanques de Almacenamiento Diario de DEG y posteriormente el producto es transferido hacia el Tanque de Almacenamiento Final de DEG.

Después de aproximadamente 20días, la corrida de DEG es completada y las condiciones de operación dela columna son cambiadas para iniciar la corrida de TEG.

TEG crudo el cual ha sido acumulado en el el tanque bombeado a la Columna de Poliglicoles, durante la corrida de TEG, el TEG producto es sacado de la columna por el tope y acumulado en el Tanque de Almacenamiento Diario de TEG, posteriormente el producto es transferido al Tanque de Almacenamiento Final

El producto de fondo es enviado a almacenamiento en el Tanque de Almacenamiento Final de CEG.