UNIVERSIDAD TCNICA FEDERICO SANTA MARA

Produccin de etilenglicol a partir de etileno

Diseo de Procesos, Segunda Entrega

Jimena Garca, Viviana Lpez, Vasco Prez, Roco Riquelme, Fabbin Soto

03/12/2014

ndice

Resumen Ejecutivo .............................................................................................................................. 3

Estrategia y Sistema de Control .......................................................................................................... 4

Alimentacin Materias Primas ........................................................................................................ 4

Reaccin de oxidacin de etileno.................................................................................................... 5

Absorcin xido de etileno ............................................................................................................. 6

Extraccin del xido de etileno con CO2 supercrtico .................................................................... 8

Reaccin de Carbonatacin ............................................................................................................. 9

Reaccin de Hidrlisis ................................................................................................................... 10

Destilacin ..................................................................................................................................... 11

Torre E-600 ................................................................................................................................ 11

Torre E-601 ................................................................................................................................ 12

Torre E-602 ................................................................................................................................ 13

Evaporacin para recuperar catalizador ....................................................................................... 14

Produccin de vapor ..................................................................................................................... 15

Tratamiento de aguas de enfriamiento ........................................................................................ 16

Planta desmineralizadora .............................................................................................................. 16

Puesta en marcha .............................................................................................................................. 18

Generalidades ............................................................................................................................... 18

Inspeccin: .................................................................................................................................... 18

Habilitacin de sistemas auxiliares y servicios: ............................................................................. 18

Agua: ......................................................................................................................................... 18

Vapor: ........................................................................................................................................ 18

Dixido de carbono casi-supercrtico: ....................................................................................... 18

Solucin de amina: .................................................................................................................... 19

Habilitacin de las diferentes unidades de proceso: .................................................................... 19

Zona de Reactores: .................................................................................................................... 19

Zona de lavado con Amina: ....................................................................................................... 19

Zona de extraccin con CO2:..................................................................................................... 19

Zona de destilacin: .................................................................................................................. 19

Zona de evaporacin: ................................................................................................................ 20

Zona Desmineralizacin de aguas: ............................................................................................ 20

Detencin programada ..................................................................................................................... 21

Emergencias ...................................................................................................................................... 23

Fallas de operacin........................................................................................................................ 23

Fallas en Equipos ........................................................................................................................... 23

Referencias ........................................................................................................................................ 25

Resumen Ejecutivo

El etilenglicol es un producto qumico utilizado para diversos fines, tales como

anticongelante para sistema de calefaccin y refrigeracin, disolvente en la industria de pinturas y

solventes. Frente a esto se realiz el diseo de una planta de etilenglicol guindonos de distintas

patentes documentadas, informacin de produccin anual mundial y tecnologas actuales

disponibles.

El diseo de la planta se enfoca en el aumento de la eficiencia en la conversin de las

reacciones presentes en proceso, minimizando recursos, costos y configuraciones, puesto que,

para la produccin de etilenglicol existe una gran cantidad de caminos a seguir.

Se consider la utilizacin de materias primas principales el Etileno y Oxgeno, y como

materias primas intermedias agua, dixido de carbono y diferentes inhibidores y catalizadores

que se mencionaran ms adelante.

El resultado final consta de una planta de 6 etapas caractersticas: Reaccin de oxidacin

cataltica, Eliminacin del dixido de carbono, Absorcin del xido de etileno, Reaccin de

carbonatacin, Reaccin de hidrlisis y Destilacin, las cuales sern detalladas en este informe.

Se especifica el control al cual se somete la planta para asegurar que en ella se den las

condiciones de proceso que aseguren que el producto final etilenglicol cumpla con las

especificaciones.

Se detallan los pasos a seguir para poner en marcha la planta una vez construida. Adems de

cuales los pasos a seguir para la detencin de esta en caso de alguna emergencia y las

emergencias tpicas que pueden ocurrir en la planta diseada.

Estrategia y Sistema de Control

La instrumentacin y control que se implementa en la planta busca principalmente:

Hacer que el funcionamiento de la planta sea seguro para la gente que trabaja en ella y

para el entorno.

Que las condiciones del proceso sean las ptimas de manera de asegurar que se cumpla

con las especificaciones del producto.

Proteger a los equipos de que operen a condiciones en que su funcionamiento se vea

afectado.

Optimizacin de recursos y servicios utilizados en la planta.

A continuacin se detalla el control e instrumentacin implementado para la planta productora de

etilenglicol a partir de etileno. Para comprender de mejor manera sta se dividir la planta en 10

diferentes secciones.

Alimentacin Materias Primas Antes de ingresar al reactor en donde se forma el xido de etileno, las materias primas deben

mezclarse y estar en las condiciones ptimas para su ingreso al reactor (E-100). Razn por la

cual se instalan los siguientes instrumentos:

Tabla 1: Instrumentacin y control zona de alimentacin materias primas

Instrumento Objetivo (s) Medicin Recurso Utilizado

FrIC-001 Mantener la razn entre el flujo de etileno y oxgeno de acuerdo al sp, para que la reaccin se lleva a cabo de manera ptima con un 15% de conversin.

Con FI-001 (oxgeno) y FI-002(etileno) se obtiene la razn.

Flujo de oxgeno en la alimentacin ( V-001)

FI-000 Indica el flujo de inhibidor que se mezcla con las materias primas antes de ingresar al E-100

Flujo de inhibidor que se alimenta

---

FI-001 Actuar como indicador de flujo para as establecer si se cumple con el set point del FrIC-001.

Flujo de oxgeno alimentado a la planta.

---

FI-002 Actuar como indicador de flujo para as establecer si se cumple con el set point del FrIC-001.

Flujo de etileno.

---

AIC-001 Anlisis del producto de inters, etileno, que existe en la corriente 5, para establecer el set point del FrIC-001. Para regular flujo.

Porcentaje de etileno en la mezcla de las materias primas (Corriente 5).

Set point del controlador FrIC-100

PIC-001 Mantener la presin de la mezcla para que sea la adecuada al ingresar al compresor (E-204) y evitar que se produzca el surge de ste.

Presin del flujo de mezcla de materias primas.

Flujo de bypass que recircula los gases al compresor E-204 (V-002).

PIC-002 Controlar la presin del compresor, ya que ste tiene un amplio rango de presiones.

Presin del compresor

Modificar las Rpm a las cuales funciona E-204.

Reaccin de oxidacin de etilen