OBTENCIÓN DE ETILENO POR DESHIDRATACIÓN DE ALCOHOL ETÍLICO

1 1

DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y MECÁNICA DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y MECÁNICA

INGENIERIA PETROQUIMICA INGENIERIA PETROQUIMICA

INFORME FINAL DE PROYECTO INTEGRADOR PETROQUÍMICA I INFORME FINAL DE PROYECTO INTEGRADOR PETROQUÍMICA I

NIVEL: IV NIVEL: IV

“

“OBTENCIÓN DE ETILENO POR DESHIDRATACIÓN DEOBTENCIÓN DE ETILENO POR DESHIDRATACIÓN DE ALCOHOL ETÍLICO ALCOHOL ETÍLICO”” GRUPO DE PROYECTO GRUPO DE PROYECTO GALLO MARCELO GALLO MARCELO LASLUISA MARJORIE LASLUISA MARJORIE LOZADA ALEX LOZADA ALEX LAT

Índice

1.2 PRODUCTOS A BASE DE ETILENO...6

1.2.1 POLIETILENO PE!... 6

1.2.2 POLICLORURO DE "INILO... 6

1.2.# POLIESTIRENO PS!...$ 1.2.4 POLIACRILONITRILO...$ 1.2.% POLITETRA&LORUROETENO TE&L'N( &LUON!...$ 1.2.6 O)IDO DE ETILENO...$ 1.2.$ ACETALDE*ÍDO O ETANAL...+ METODOLOGÍA_{... ,} 2.1 Dise- de in/es0iacin..., 2.2 Prces de 30encin..., 2.# Tcnica de an5lisis de da0s...1

RESULTADOS DE LA IN"ESTIGACI'N... 11 #.1 An5lisis de res7l0ads... 11 #.2 Disc7sin de res7l0ads... 11 #.# C89r3acin de :i90esis... 11 Cncl7sines... 11 Rec8endacines... 11 BIBLIOGRA&ÍA...12 Ane;s...12

2

RESUMEN

El 9r<ec0 se 3asa en la 30encin de 7n c897es0 s78a8en0e i89r0an0e en la ind7s0ria 9e0r=7>8ica c8 l es el e0ilen( 9r 8edi de 7na reaccin =7>8ica( de?and a 7n lad el 7s del 9e0rle 9ara 30enerl( se 0ra0a de 7na reaccin end0r8ica en ls =7e in0er/endr5n c897es0s c8 el 5cid s7l@ric( s7l@a0 c9ric < el alc:l e0>lic( s7 30encin ser>a de ran i89r0ancia( <a =7e el e0ilen es 7n de ls 9rd7c0s 85s 70iliads en la ind7s0ria 9e0r=7>8ica < 9r la escases de 9e0rle ser>a de ran i89r0ancia encn0rar 7n n7e/ 80d de 30encin.

De la reaccin se 30endr5 el e0ilen C2*4 c8 as( < 0er etílico

(C2H5)2O.

El 0er e0>lic se l se9arar5 cndens5ndl( <a =7e se 0ra0a de 7n l>=7id 30enindl c8 s73 9rd7c0 de la reaccin 9rinci9al( la 9rd7ccin de 0er e0>lic se dar5 en 9rcen0a?es i7ales a la del e0ilen.

1

INTRODUCCIÓN

0e8a

OBTENCI'N DE ETILENO POR DES*IDRATACI'N DE ALCO*OL ETÍLICO

Denicin < ?7s0icacin

El e0ilen es el :idrcar37r le@>nic  insa07rad 85s sencill( es 7n as inclr e ina8a3le( cn lr d3il < arada3le. Se 7sa 87c: c8 8a0eria 9ri8a en la ind7s0ria =7>8ica r5nica sin00ica.

La ran 9ar0e del e0ilen de 9rd7ccin 87ndial se cnsi7e a 0ra/s del 9rcedi8ien0 cncid c8 s0ea8 cracin(  l =7e es l 8is8( 7n

cra=7e cn 9resencia de /a9r( en s7s0ancias 0>9icas de rener>as c8 es el cas del asil. O0ra @r8a de 30encin del e0ilen( es 9ar0iend de las na@0as < s7 9rces =7>8ic de rena8ien0( 9ar0iend del as na07ral( 8ien0ras =7e en la3ra0ris( 0a83in es 9si3le 30ener e0ilen( si ;ida8s alc:les.

La 8anera 85s 9r5c0ica de 30ener 7n :idrcar37r c8 el e0ilen es 9r el 80d de des:idra0acin del alc:l e0>lic 8edian0e 5cid s7l@ric

cncen0rad. Un alc:l se cn/ier0e en al=7en 9r des:idra0acin cn la eli8inacin de 7na 8lc7la de a7a( el 5cid s7l@ric *2SO4 reaccina en @ri

cn ls alc:les dand 7n s7l@a0 acid de al=7il. En 9ar0ic7lar( c7and el s7l@a0 acid de e0il se calien0a a 1$,FC( se desc89ne reenerand el 5cid s7l@ric < @r8and 7na lena 7n al=7en!( el e0ilen.

Objeto de estudio

El 9r<ec0 0iene c8 3?e0 la 0rans@r8acin el alc:l e0>lic ?7n0 cn el 5cid s7l@ric en as e0ilen 9r 8edi de 7n 9rces de0er8inad( de3id a la i89r0ancia =7e es0e 9resen0a en la ind7s0ria 9e0r=7>8ica siend la 3ase de la 8is8a < re9resen0and 7na ran 70ilidad 9ara la @a3ricacin de /aris ele8en0s < 3eneciand a randes ind7s0rias.

Campo de investigación

El ca89 de in/es0iacin dnde se a9lica es0e 9r<ec0 es en Tcnicas de In/es0iacin < a0eriales den0r de la s73Hl>nea Pr7e3a de a0eriales.

OBETI"O GENERAL

Sin0e0iar e0ilen 9r des:idra0acin de alc:l e0>lic.

OBETI"OS ESPECÍ&ICOS

Sin0e0iar e0ilen deri/ad del 9e0rle! a 9ar0ir alc:l e0>lic( c8 0ra @r8a de 30encin.

C89r3ar si real8en0e el as 30enid es e0ilen 8edian0e dis0in0as 0cnicas( 7na de ellas la c837s0in.

O3ser/ar ls dis0in0s ca83is @>sics < =7>8ics =7e c7rren en la 30encin de e0ilen.

# *IP'TESIS

La des:idra0acin del alc:l e0>lic C*#C*2O* cn Jcid S7l@ric *2SO4( < 7n

9c de ener>a 9rd7cir5 as e0ilen( cnciend la i89r0ancia del e0ilen en la ind7s0ria 9e0r=7>8ica.

FUNDAMENTO TEÓRICO

1.1 Generalidades

E0en  E0ilen( el 8ie83r 85s si89le de la clase de c897es0s r5nics lla8ads al=7ens( =7e cn0ienen al 8ens 7n d3le enlace car3nHcar3n( es0e d3le enlace car3nHcar3n es el ras carac0er>s0ic en la es0r7c07ra del e0ilen. Cns0a de 7n enlace

π  _{< 7n enlace} σ  _{!( s7 8lc7la es 9lana( cn 5n7ls de enlace}

87< cercans a 12F.

El e0ilen es 7n as inclr( cn 7n lr liera8en0e d7lce( < s7 @r87la es C 2 H 4 . El e0en 0iene 7n 97n0 de @7sin de H16,(4 FC < 7n

97n0 de e37llicin de H1#(+ FC( es liera8en0e sl73le en a7a( < se 9rd7ce c8ercial8en0e 8edian0e cra=7e < des0ilacin @raccinada del 9e0rle( as> c8 del as na07ral( el e0ilen arde cn 7na lla8a 3rillan0e.

La rein del d3le enlace es rela0i/a8en0e rica en densidad elec0rnica es 7n cen0r n7clel! < 97ede reaccinar cn elec0rls cn deciencia de elec0rnes! a 0ra/s de reaccines de adicin. edian0e es0e 0i9 de reaccines se 97eden sin0e0iar deri/ads :alenads.

 Ta83in se 97ede adicinar a7a reaccin de :idra0acin! 9ara dar e0anl se e89lea 7n 5cid c8 el 5cid s7l@ric  el 5cid @s@ric c8 ca0aliadr la reaccin es re/ersi3le a al0as 9resines < cn 7n ca0aliadr 8e05lic 9la0in( rdi( n>=7el! se 97ede :acer

%

reaccinar cn :idren 8lec7lar 9ara dar e0an( 0a83in de3id a s7 d3le enlace( el e0ilen es 87< reac0i/ < @r8a @5cil8en0e n78erss 9rd7c0s c8 el 3r8 e0an( el 1(2He0andil e0ilenlicl! < el 9lie0ilen.

El e0ilen es a8a3le < 9resen0a @5cil ;idacin( es0e as 0a83in 97ede ser 8edid 9r cr8a0ra@>a de ases. Des97s de la cr8a0ra@>a de ases en las in/es0iacines s3re e0ilen en 1,%,( la i89r0ancia de es0e al=7en @7e redesc73ier0a < s7 sinicad silic c8 re7ladr del creci8ien0 en /ee0ales @7e recncid.

En aric7l07ra se 70ilia c8 clran0e < aen0e 8ad7radr de 87c:as @r70as( el e0ilen se 9rd7ce de 8anera 9eridica en de0er8inads e/en0s del cicl /ee0al( c8 9r e?e89l 0ras el desarrll de ls @r70s( 9ara =7e se 9rd7ca la 8ad7racin < la a3scisin de ls 8is8s en @r70s cli8a0rics!( 0ras la @er0iliacin de las res( 9ara =7e 0ena l7ar la a3scisin del 9erian0(  d7ran0e el 9erid 0-al( 9ara =7e se 9rd7ca la a3scisin @li5cea en 9lan0as cad7ci@lias. Ade85s( se :a de8s0rad =7e la 9rd7ccin de e0ilen se incre8en0a 0ras 7n e/en0 es9n05ne es0resan0e 9ara la 9lan0a( c8 97ede ser 7na :erida  la 9resencia de 0;ics. Recien0e8en0e( se :a e/idenciad la 9si3le i89licacin del e0ilen en la e;9resin se;7al de las <e8as rales de 9lan0as 8nicas.

En 1,1( Di8i0r< Nel?73/ desc73ri =7e ls c:ic:ars 9lan0a :er35cea de la @a8ilia de las le78insas!( =7e crec>an den0r del la3ra0ri 9resen0a3an el e@ec0 lla8ad de K0ri9le res97es0a( ca7sad 9r el e0ilen 9resen0e en el aire del la3ra0ri 9r/enien0e del as car3nic.

e;0re8ada8en0e i89r0an0e en la ind7s0ria 9e0r=7>8ica( 97ede e;9eri8en0ar 87c:s 0i9s de reaccines =7e cnd7ce a 7na 9l0ra de 9rd7c0s =7>8ics i89r0an0es( la 9rd7ccin 87ndial es de a9r;i8ada8en0e 1;16  _{T8 an7ales( 85s del #M de la ind7s0ria}

9e0r=7>8ica deri/a del e0ilen.

El 8a<r cns78 a9r;i8ada8en0e el $+M es 9ara la 9rd7ccin de 9l5s0ics( 3ien direc0a8en0e 9ara 9lie0ilen PE!( 3ien c8 8a0eria 9ri8a 9ara 8n8ers del P"C( 9liace0a0 de /inil PA"! < 9lies0iren < 0a83in c8 c9l>8er 9ara ca7c:s.

Descri9cin de ls c897es0s =7e se 30ienen ind7s0rial8en0e a 9ar0ir de e0ilen

1.2 PRODUCTOS A BASE DE ETILENO

1.2.1 POLIETILENO PE!

$

Es 7n 0er89l5s0ic =7e se carac0eria 9r ser resis0en0e( e;i3le < 9c dens. C8 e?e89ls de a9licacin se 97eden n83rar reci9ien0es( 073s e;i3les( sas < 9el>c7las.

*a< ds clases de Plie0ilen( el de al0a densidad (,41H(,$ rs8l! =7e se 7sa 9ara 073er>as < desaes( es9ecial8en0e 9ara @r8as crr7adas de ran di58e0r( < el de 3a?a densidad (,1H (,4 rs8l! =7e se 70ilia en la @a3ricacin de 9el>c7las( ca3les( ala83res < rec73ri8ien0s de 9a9el.

1.2.2 POLICLORURO DE "INILO

Se 30iene 9r adicin a 9ar0ir del clr7r de e0ilen( s7s 9rinci9ales carac0er>s0icas sn ser resis0en0e( al el5s0ic < 9c desas0a3le( es 9r es0 =7e se 70ilia en re/es0i8ien0s de s7els( 9aredes < 0an=7es( ca-s < ?7n0as.

1.2.# POLIESTIRENO PS!

Se 30iene a 9ar0ir de es0iren  @enile0en( se carac0eria 9r ser 0rans9aren0e < r>id 9r l =7e se l 97ede 70iliar en in<eccin( e;0r7sin < 9ieas 0er8 @r8adas en/ases desec:a3les( in0erires de :eladera! < 0a83in en aisla8ien0s e;9andid!.

1.2.4 POLIACRILONITRILO

Se 70ilia c8 8n8er el acrilni0ril  ciane0en( es 7n c897es0 @7er0e( @5cil de 0e-ir < 97ede :ilarse. Es0as carac0er>s0icas l :acen a90 9ara la @a3ricacin de 3ras 0e;0iles rln( cas:8iln( Draln!.

Se @a3rica a 9ar0ir de 0e0ra7re0en( es 7n 9l>8er 87< iner0e( n ad:esi/ < a70l73rican0e( ade85s de s7 ran resis0encia a al0as 0e89era07ras. C8 e?e89ls de s7 a9licacin se 97eden n83rar  ?7n0as( 37?es( < re/es0i8ien0s de 70ensilis de ccina.

1.2.6 O)IDO DE ETILENO

Es 7n as inclr  7n l>=7id inclr( 8/i3le e ina8a3le. Se 7sa 87c: c8 in0er8edi =7>8ic en la @a3ricacin de licl e0ilnic( licles 9lie0ilnics < s7s deri/ads( e0anla8inas( cian:idrina e0ilnica < de0eren0es n inics. Se 7sa 0a83in c8 @78ian0e( de s7s deri/ads es el ;id 9r9ilnic el 85s i89r0an0e de ls ;ids de al=7ilens( < el ;id de es0iren el 85s i89r0an0e de ls deri/ads ar850ics.

1.2.$ ACETALDE*ÍDO O ETANAL

A9r;i8ada8en0e 7n 2M de la 9rd7ccin de e0ilen se 7sa 9ara la 30encin de e0anal( es 7n 9rd7c0 in0er8edi i89r0an0e 9ara la 30encin de n78erss 9rd7c0s r5nics 35sics 0ales c8 5cid ac0ic( an:>drid ac0ic( ce0enaHdice0ena *2CQCQO( ace0a0 de e0il(

2H370enal cr0nalde:>d!( nH370anl( 9en0aeri0ri0l( 0riclrace0alde:>d < 87c:s 85s( la can0idad de ace0alde:>d 70iliada 9ara cada 9rd7c0 diere de 7ns 9a>ses a 0rs. En E7r9a la

,

8a<r 9ar0e de la 9rd7ccin de e0anal se cns78e en 5cid ac0ic < ace0a0 de e0il.

METODOLOGÍA

2.1 Dise- de in/es0iacin.

El proyecto planteado que es la obtención de gas etileno se basa en una investigación experimental porque como su nombre lo dice realiamos experimentos partiendo de los principios encontrados en el m!todo cientí"ico#

2.2 Prces de 30encin.

$ara la obtención del gas etileno que es nuestro principal ob%etivo se aplica el siguiente proceso llevado a cabo en el laboratorio se da por la des&idratación de alco&ol etílico en un medio acido' en este caso se realiara con cido sul"rico concentrado *#+, H2-O. del cual se tomara 5* ml para muestra el mismo que

actuara como cataliador y reaccionara con 5* ml de etanol puro y 5 g de sul"ato cprico Cu-O. colocados anteriormente en el matra' adems se colocara perlas

de ebullición para que no se produca espuma al momento de la reacción' luego se procede a armar un equipo para poder extraer el gas etileno colocando una manguera en el matra para conducir el gas &acia un recipiente deseado' el equipo armado se ubicara en una &ornilla el!ctrica' se suministrara el calor  necesario para que la reacción se produca a una temperatura deseada y sea lo su"icientemente e"iciente' de esta manera poder realiar la des&idratación del etanol' la reacción producida es endot!rmica y recibir energía expresada en "orma de calor' la temperatura que debe alcanar para que empiece la reacción es de +/* 0C#

±¿( HS O₄)

C H ₃C H ₂OH + H ₂S O₄→C H ₃C H ₂¿

1lco&ol etílico  cido sul"rico bisul"ato de etilo

±¿

₍

)

11

El etileno se obtendr como gas que es su "orma natural y el agua al estar  a una temperatura mayor de +** 0C como vapor de agua este se lo conduce &acia un recipiente con agua dentro de un envase para poderlo almacenarlo y de la misma "orma poder comprobar el producto obtenido estableciendo que el gas almacenado en el envase es etileno' para una correcta aplicación el etileno obtenido deber ser almacenado en un recipiente &erm!ticamente sellado para que pueda ser un producto utiliable y no se presente perdidas del gas etileno#

2.# Tcnica de an5lisis de da0s.

4a t!cnica de anlisis de datos que se utiliara es una t!cnica cuantitativa la cual consiste en el estudio de los &ec&os y el uso de las expresiones en ci"ras para lograr in"ormación valida y con"iable#

CAPÍTULO III

RESULTADOS DE LA IN"ESTIGACI'N

#.1 An5lisis de res7l0ads.

Calc7l de can0idad de e0ilen

d=m v m=d∗v m= 1.18_kg m3 ∗ 1_m3 1000 _L ∗3 L m=3.54 g

CANTIDAD PRODUCTOS OBTENIDOS

#! m" 0er e0>lic (C2H5)2O $%& g E0ilen C2*4

#.2 Disc7sin de res7l0ads.

#.# C89r3acin de :i90esis.

Cncl7sines

Rec8endacines

1#

BIBLIOGRA&ÍA

3ri' ulian# (2***)# 1plicación de estudios de mercado al casi del alco&ol etílico# 6e

&ttp788999#magrama#gob#es8ministerio8pags8biblioteca8revistas8pd":reas8r*;<:*+#p d"  (=ecuperado el 258*582*+>)

asso' avier# (+;;;)# El anlisis de la madure tecnológica7 la industria

petroquímica como ob%eto de estudio' características productivas y tecnológicas de la industria petroquímica# La madures tecnológica en la industria petroquímica mundial, pag +2+?+2>#

@orenstein' -ilvia# (2*+>)# 6esarrollo económico# El comple%o petroquímico 3a&ía 3lanca7 algunas re"lexiones sobre sus implicancias espaciales# =ecuperado 2* de  %unio del 2*+>' de &ttp788999#%stor#org#sci?&ub#cc8stable8<.>/+/AB

seq+Dpage:scan:tab:contents (Recuperado el 30/06/2016)

# @uerra y $#1# Casquero# (2**5)# Fn"ormación tecnológica# Evolución de la

madure de variedades de manana y pera en "rigorí"ico con%unto con absorbedor  de Etileno# =ecuperado 2**5' de &ttp788999#scielo#cl8scielo#p&pBpid-*/+A?

*/>.2**5***.****<Gscriptsci:arttext (=ecuperado el 2A8*>82*+>)