.Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias extractivas.

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1. Índice.

1.  Resumen

El diseño de procesos es uno de los campos más apasionantes y complejos dentro de la ingeniería química, y es el corazón del desarrollo de proyectos de ingeniería relacionados con la construcción de nuevas plantas de procesamiento.

En la primera parte del trabajo se presentan distintos procesos industriales para la obtención del Óxido de Etileno. A lo largo de la documentación se describen y analizan las diferencias de cada proceso, la estimación de precios de reactivos y productos y su potencial económico. La selección se realiza  en función al potencial económico, se evalúan las dos mejores rutas para la obtención de Óxido de Etileno para presentar “propuestas de proceso”. Se analiza el balance del reactor, se define un diagrama de bloques del proceso y se calcula el  balance global del proceso especificado.

En el presente trabajo se analizan las diferentes rutas de reacción para la Obtención de Óxido de Etileno.

En la segunda parte del trabajo se muestra la selección de la mejor alternativa para la obtención del Óxido de Etileno, basado de los procesos: “Deshidrogenación de etileno y sus derivados” y la “Oxidación de Etileno”. Éste apartado cuenta con 3 incisos:

1. Definición de criterios de evaluación.
2. Ponderación de criterios.
3. Calificación de la matriz.

En esta segunda parte se definen 4 criterios importantes que fueron tomados en cuenta para la selección de la mejor alternativa, también como la aplicación detallada del método Electre y el diseño de sistemas de separación, terminando con éste apartado con análisis y conclusiones individuales.

Una vez seleccionada la mejor alternativa se presenta la tercera parte del trabajo, que tiene por objetivo aplicar las ventajas del método Pinch que establece propósitos económicos y energéticos para procesos individuales o para el sitio de producción previo a su diseño.

A demás de aplicar el estudio sobre la conservación de energía, el método Pinch permite alcanzar mejoras en el proceso general, como se muestra en el presente trabajo la actualización y modificación del Diagrama de proceso, estableciendo objetivos prácticos los cuales nos ayudarán a mejorar la red de intercambio térmico y así reducir el costo del capital, disminución de la demanda energética específica resultado en instalaciones más competitivas.

1.  Introducción

El Óxido de Etileno es un gas incoloro o un líquido incoloro, movible e inflamable. Se usa mucho como intermedio químico en la fabricación de glicol etilénico, glicoles polietilénicos y sus derivados, etanolaminas, cianhidrina etilénica y detergentes no iónicos. Se usa también como fumigante. De sus derivados es el óxido propilénico el más importante de los óxidos de alquilenos, y el óxido de estireno el más importante de los derivados aromáticos.

Se puede preparar el óxido de etileno mediante la reacción de álcalis con clorhidrina etilénica. Esta reacción, que es la base de un método  de fabricación, fue descubierta en 1859 por Wurtz, quien dio ese nombre al compuesto recién descubierto en vista de ciertas supuestas analogías entre sus propiedades y las e diversos óxidos inorgánicos. No obstante su nombre, en 1860 Wurtz dijo claramente que ‘el óxido de etileno no puede ser preparado por medio de la combinación directa de etileno con oxígeno’. Sin embargo, hoy se prepara también por la oxidación del etileno catalizada con plata y valiéndose del procedimiento que su descubridor declaró imposible hace casi un siglo.

Estructura y reacciones.

Se puede decir que el óxido etilénico (1) es el éter monomolecular cíclico derivado del glicol etilénico, HOCH2CH2OH. Es el miembro más sencillo de la clase óxidos alquilénicos 1,2-óxidos o alfa-óxidos. Otros óxidos alquilénicos bien conocidos son el propolénico (2) y el isobutilénico (3). Las formas cis y trans ópticamente activas de óxidos propiénicos, que han sido preparadas, tienen interés para el estudio de las reacciones en que se efectúa la abertura del anillo de axirano. Los óxidos sencillos antes mencionados no han sido descubiertos en sustancias naturales, pero a menudo se hallan óxidos derivados de carotenos en las plantas, y se cree que tienen parte importante en la fijación de oxígeno.

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