PROCESO DE DESPROPORCION DE TOLUENO
Enviado por Edward Tellez • 20 de Febrero de 2017 • Documentos de Investigación • 1.264 Palabras (6 Páginas) • 964 Visitas
PROCESO DE DESPROPORCION DE TOLUENO
Desproporción de tolueno
La desproporción catalítica de tolueno se observa en la siguiente figura, en presencia de hidrogeno produce benceno y mezcla de xilenos.
[pic 1]
La desproporción es una reacción de equilibrio con una conversión teórica posible de 58 % por paso. La reacción inversa es la transalquilacion de xilenos con benceno. La reacción de desproporción es la siguiente:
[pic 2]
Las condiciones típicas para la reacción de desproporción son 450 a 530 °C y 20 atmosferas. El catalizador está constituido por una mezcla de CoO-MoO3 en silicatos de aluminio/alumina. Normalmente se trabajan con conversiones del 40% para minimizar las reacciones secundarias y la desactivación prematura de los catalizadores. La constante de equilibrio bajo estas condiciones no cambia significativamente como tampoco lo hacen si cambia de fase y en un amplio rango de temperaturas. Actualmente se emplean zeolitas de tipo ZSM-5 por su alta selectividad y actividad además que es más estable ante las condiciones severas de temperatura, modificaciones de esta zeolita con componentes de fosforo, boro a magnesio producen mezclas rivas de p-xileno (70-90 %).
OXIDATION OF TOLUENE
[pic 3]
La oxidación de tolueno en la fase liquida sobre un catalizador de acetato de cobalto produce ácido benzoico. La reacción ocurre a cerca de 165 °C y 10 atm. Con rendimientos sobre los 90 %
[pic 4]
Existen varias reacciones secundarias produciendo difenil, metilfenil, dióxido de carbono, ácido acético, ácido fórmico, etc.
El ácido benzoico es un sólido cristalino blanco con un olor característico, es ligeramente soluble en agua y soluble en la mayoría de los solventes orgánicos.
Aunque la mayor cantidad de ácido benzoico se utiliza como agente de impresión, también sirve como componente del tabaco, conservar los alimentos, hacer dentífricos, y matar a los hongos. Además es un precursor de la caprolactama, fenol y ácido tereftálico.
Proceso industrial (ver figura)
Las plantas industriales operan en presencia de exceso de aire y una sal soluble de cobalto a temperatura de 170 °C y entre 0.8 y 1*106 Pa absoluta, y con un tiempo de residencia total de alrededor de 2 h, en reactores montados en serie. Estas unidades son diseñadas para mejorar la eficiencia del agitado y permitir la remoción del calor generado por la reacción. Con este fin se introduce el aire o por otro lado los reactores son agitados mecánicamente y tubos de enfriamiento.
Se tiene una serie de separadores donde el aire residual es enfriado y condensado. Las trazas de tolueno remanentes en los incondensables son retenidos en un lecho de carbón activado, mientras que parte del remanente de los gases de venteo puede ser recirculado, luego de un sistema de compresión, para incrementar el contenido de inertes en el reactor y reducir los riesgos de explosión.
El condensado es separado en dos fases:
a) una fase orgánica, consiste principalmente de tolueno, alcohol bencílico y benzaldehído; esta es recirculado a la zona de reacción.
b) una fase acuosa, principalmente contiene ácido acético y fórmico; esta es enviada a un sistema de tratamiento de aguas residuales.
El calor liberado por la reacción puede ser recuperado y puede generar vapor de baja presión durante la condensación de los efluentes en estado de vapor, o directamente por un serpentín con circulación de agua en la zona de reacción.
El líquido retirado de la etapa de oxidación es fraccionado y purificado por destilación. En una primera columna (15 a 20 platos), se elimina primeramente los componentes más livianos constituido principalmente por tolueno no convertido, benzaldehído, alcohol bencílico, ácidos fórmico y acético, agua, etc. Una fase orgánica y acuosa luego son separados por enfriamiento, la fase orgánica es recirculada al reactor y la fase acuosa es enviada a un sistema de tratamiento de agua residual.
[pic 5]
El ácido benzoico recuperado por el fondo es purificado hasta un 99% en peso en una segunda columna (≈ 20 platos) opera bajo condiciones de vacío a 185 °C, 13 Kpa de vacio. El producto fondo de esta segunda columna consiste de bencil benzoato, sales de cobalto y productos pesados es retornado a la zona de reacción previo purgado de derivados orgánicos en una columna de extracción con agua del catalizador.
Debido a sus propiedades particulares del ácido benzoico requieren precauciones especiales.
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