Bases De Diseño Planta De Estireno

BASES DE DISEÑO DE PROCESO

“PLANTA DE PRODUCCIÓN DE ESTIRENO, POR DESHIDROGENACIÓN DE ETILBENCENO”

UBICACIÓN DE LA PLANTA:

RIO TAMESI Km 0+800 LADO SUR

PUERTO INDUSTRIAL DE ALTAMIRA

ALTAMIRA, TAMAULIPAS. MÉXICO.

REALIZAN

ANUAR SAYÚN FERNÁNDEZ

DANIEL MIRELES BRAVO

JULIO CÉSAR GARCÍA NAVARRO

MIGUEL DÍAZ GARCÍA

REVISIÓN

FINAL APROBADA

Índice

Antecedentes 3

Generalidades 5

Capacidad, rendimiento y flexibilidad 7

Especificación de las alimentaciones en límites de batería 8

Especificación de los productos en límites de batería 9

Condiciones de las alimentaciones en límites de batería 11

Condiciones de los productos en límites de batería 13

Eliminación de desechos 15

Servicios auxiliares y agentes químicos 16

Condiciones climatológicas 18

Instrumentación y control de la planta 20

Bases de diseño eléctrico 22

Bases de diseño de equipo 27

1. ANTECEDENTES

En POLYSTYROL estamos muy agradecidos por habernos seleccionado para ser partícipes de este nuevo proyecto con la finalidad de ampliar la producción de estireno en el país, siendo ésta una de las materias primas más requeridas por la industria en México.

Como es bien sabido, el manejo, producción y distribución de productos derivados del petróleo y, en general, de los combustibles fósiles, es manejado por Petróleos Mexicanos (PEMEX), de acuerdo al artículo 27 de la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos; dicho lo anterior, los siguientes datos fueron recabados desde fuentes directas de información (PEMEX) o, en caso contrario, desde datos proporcionados por la Secretaria de Energía.

Tabla 1. Capacidad instalada de producción, en miles de toneladas métricas por año, en febrero de 2012.

Compuesto Capacidad instalada (miles de toneladas métricas por año) Productor

Etilbenceno 174 Complejo Petroquímico La Cangrejera. Coatzacoalcos, Veracruz, México. Propiedad de PEMEX.

Estireno 150 Complejo Petroquímico La Cangrejera. Coatzacoalcos, Veracruz, México. Propiedad de PEMEX.

Fuente: Secretaría de energía

Tabla 2. Producción anual, en miles de toneladas métricas por año.

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Etilbenceno 158 140 140 114 179 155 156 149 136 105 77

Estireno 144 124 128 101 162 142 139 134 120 91 65

Fuente: Anuario Estadístico de PEMEX. 2011.

A partir de las tablas 1 y 2 se procede a elaborar la tabla 3.

Tabla 3. Diferencia entre producciones de etilbenceno y estireno, y entre capacidad instalada y producción, para cada producto, en miles de toneladas métricas por año.

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Etilbenceno 158 140 140 114 179 155 156 149 136 105 77

Diferencia respecto a capacidad instalada 16 34 34 60 -5 19 18 25 38 69 97

Estireno 144 124 128 101 162 142 139 134 120 91 65

Diferencia respecto a capacidad instalada 6 26 22 49 -12 8 11 16 30 59 85

Diferencia neta de producción entre compuestos 14 16 12 13 17 13 17 15 16 14 12

Fuente: elaborada con datos del Anuario Estadístico. PEMEX, 2011.

El parque portuario Puerto de Altamira sea el lugar en donde se localice la planta de producción de estireno, ya que cuenta con todos los medios de transporte de mercancía disponibles (nodo carretero, espuela de ferrocarril y puerto), así como también cuenta con descargas industriales (se tendrá que ajustar la descarga de la planta para cumplir con las normas que requiera dicho parque), cuenta con red de gas, agua potable y energía eléctrica.

Este parque industrial portuario nos coloca en una zona estratégica para la obtención de materia prima como con los posibles consumidores de nuestro producto.

2. GENERALIDADES

2.1 Función de la planta

Los precios pagados al extranjero por la importación de estireno se han mantenido en los últimos diez años, a excepción de los años 2008 y 2009, por encima de los precios cobrados (precios de exportación), lo cual muestra claramente un foco de oportunidad para una posible incursión al mercado, si es que se llegara a producir estireno a un precio al menos igual que el precio de importación del compuesto en cuestión.

Respecto al mercado internacional de etilbenceno, podemos apreciar que este, al menos en el intercambio comercial internacional de México, no aparece definido en los datos provistos por el Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI) en su anuario estadístico de comercio exterior; lo anterior es una clara señal de que el etilbenceno, como mercado de producción/importación, no ha sido explotado en el país, y la única fuente de producción de etilbenceno es utilizada exclusivamente para la producción subsecuente de estireno, no habiendo comercialización del excedente de este compuesto hacia el extranjero.

2.2 Tipo de proceso

Para la elaboración de estireno, es necesario hacer una deshidrogenación del etilbenceno en un reactor, equipado con un catalizador donde se lleve a cabo la reacción de deshidrogenación, es importante esto ya que nos permita llevar a cabo la reacción con el mas alto porcentaje de conversión.

La reacción global de nuestro proceso es la siguiente:

〖C_6 H_5 〖CH〗_2 〖CH〗_3〗_etilbenceno→〖C_6 H_5 〖CHCH〗_2〗_estireno+H_2

La reacción es reversible y está limitada por el equilibrio. Se produce a altas temperaturas (800 K a 950 K) y presiones bajas (0,4 bar a 1,4 bar) para desplazar el equilibrio hacia la derecha para favorecer la producción de estireno. El proceso utiliza un catalizador de hierro patentado que minimiza las reacciones secundarias. Sin embargo, las reacciones secundarias a pueden ser significativa a temperaturas más altas. Para simplificar, vamos a suponer que la reacción da solamente el proceso de hidrogenolisis de etilbenceno para producir tolueno y el metano.

El proceso de producción de estireno se ejecuta con una mezcla de vapor y etilbenceno. El vapor actúa como un diluyente para desplazar el equilibrio de reacción hacia la derecha en favor de estireno y tiende a limitar

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