AVANCE DE FROMULACION, BOCETO,PREFACTIBILIDAD PARA LA HIDROGENACIION DE ETILENO

1. OBJETIVOS Buscar información sobre la hidrogenación catalítica del etileno para la obtención de

etano Plantear la formulación, boceto y pre factibilidad para la obtención de etano a partir de

la hidrogenación de etileno2. FUNDAMENTO TEORICO

HIDROGENACIÓN DE ALQUENOSLos alquenos reaccionan con hidrógeno en presencia de un catalizador adecuado para formar productos de adición. Los alcanos saturados correspondientes. Platino y paladio son los dos catalizadores utilizados para la mayoría de las hidrogenaciones de alquenos. El paladio suele emplearse finamente dividido y con un mineral inerte, como carbón, a manera de soporte para maximizar el área superficial (Pd/C). El platino se emplea generalmente como PtO2, reactivo llamado catalizador de Adams.La  reacción de hidrogenación ha resultado difícil de estudiar mecanísticamente. Sin embargo, la experiencia ha demostrado que la hidrogenación suele ocurrir con estereoquímica sin; ambos hidrógenos se unen al doble enlace desde la misma cara. El primer paso de la reacción es la adsorción del hidrógeno en la superficie del catalizador. Después se forma un complejo entre el catalizador y el alqueno mediante la superposición de orbitales vacantes del metal con el orbital pi lleno del alqueno, a continuación el producto saturado se separa del catalizador. 

La Hidrogenación Catalítica

En la hidrogenación, la energía de activación es muy alta y, por lo tanto, esta reacción no se llevará a cabo muy fácilmente sin el uso de condiciones especiales, tales como una temperatura y una presión muy altas. Sin embargo, si se añade una pequeña cantidad de un compuesto metálico a base de paladio, platino o níquel a la mezcla de alqueno/hidrógeno, la reacción de hidrogenación se produce mucho más fácilmente. El metal actúa como un catalizador para esta reacción. Por lo tanto, la hidrogenación catalítica es la adición de hidrógeno a un compuesto químico insaturado usando un catalizador metálico para acelerar la reacción.

La hidrogenación catalítica (Ni, Pt, Pd) conduce primero a la formación de un alqueno y luego a la del alcano correspondiente.

. Al agitar bajo una ligera presión de hidrógeno en presencia de una pequeña cantidad de un catalizador, los alquenos se convierten suave y cuantitativamente en alcanos con el mismo esqueleto carbonado.

La hidrogenación es de dos tipos generales: (a) heterogénea (dos fases) y (b) homogénea (una fase). En ambos casos, el catalizador provoca la adición de hidrógeno molecular, H2, al doble enlace.

         La hidrogenación heterogénea : es el método clásico, todavía muy utilizado. El catalizador es algún metal dividido finamente, por lo común platino, paladio o níquel. Se agita una solución del alqueno bajo una ligera presión de hidrógeno gas en presencia de

una pequeña cantidad del catalizador. La reacción es rápida y suave y, una vez completa, simplemente se filtra la solución del producto saturado del catalizador insoluble.

         La hidrogenación homogénea: mucho más moderna, ofrece una flexibilidad imposible de alcanzar con los catalizadores antiguos. Mediante modificaciones en los catalizadores, puede llevarse a cabo la hidrogenación con una selectividad sin precedente. Los catalizadores son complejos orgánicos de metales de transición, como rodio o iridio: por ejemplo, el catalizador de Wilkinson. Son solubles en disolventes orgánicos y la hidrogenación se efectúa así en una sola fase, la solución. Lo inconveniente del método está en la dificultad de separación del catalizador y el producto una vez terminada la reacción. Sin embargo, se están desarrollando métodos para evitar esta dificultad: el catalizador se une incorporado químicamente a un polímero sólido insoluble (una molécula gigante), lo que permite una filtración fácil al final de la reacción. De esta manera, la hidrogenación homogénea se convierte en heterogénea, pero el modo de acción parece permanecer igual. En el capítulo 20 estudiaremos con algún detalle estos catalizadores: su estructura, cómo trabajan y, en particular, cómo permiten el control estereoquímico de la hidrogenación y de muchas otras reacciones

Proceso

La hidrogenación tiene tres componentes, el sustrato saturado, el hidrógeno y, invariablemente, un catalizador. La reacción de reducción se lleva a cabo a diferentes temperaturas y presiones dependiendo del sustrato y la actividad del catalizador

Sustrato:

La adición de H2 a un alqueno proporciona un alcano en la reacción protypical:

1.- CATALIZADOR

La longevidad del catalizador requiere también un material soporte que no se derrumbe o desintegre durante su preparación y uso. Bentonitas y montmorillonitas extraídas con HCl para reducir su contenido en aluminio tienen mejores propiedades mecánicas y mayor absortividad del ácido que la celita

Los catalizadores heterogéneos

- Los catalizadores heterogéneos para la hidrogenación son más comunes industrialmente. Al igual que en los catalizadores homogéneos, la actividad se ajusta a través de cambios en el medio ambiente en todo el metal, es decir, la esfera de coordinación. Diferentes caras de un catalizador heterogéneo cristalina muestran actividades distintas, por ejemplo. Del mismo modo, los catalizadores heterogéneos se ven afectados por sus soportes, es decir, el material sobre el con el catalizador heterogéneo está obligado.

En muchos casos, las modificaciones altamente empíricos implican "venenos" selectivos. Por lo tanto, un catalizador cuidadosamente elegido puede ser utilizado para hidrogenar algunos grupos funcionales sin que afecten a otros, tales como la hidrogenación de alquenos sin tocar los anillos aromáticos, o la hidrogenación selectiva de alquinos a alquenos utilizando catalizador de Lindlar. Por ejemplo, cuando se coloca el catalizador de paladio sobre sulfato de bario y después se trató con quinolina, el catalizador resultante reduce alquinos sólo la medida de lo alquenos. El catalizador de Lindlar se ha aplicado a la conversión de fenilacetileno a estireno.

Hidrogenación asimétrica también es posible a través de la catálisis heterogénea en un metal que es modificado por un ligando quiral.

Fuentes de hidrógeno

Para la hidrogenación, la fuente obvia de hidrógeno es en sí mismo gas H2, que es típicamente disponible en el comercio dentro del medio de almacenamiento de un cilindro presurizado. El proceso de hidrogenación utiliza a menudo mayor que 1 atmósfera de H2, por lo general transporta desde los cilindros y, a veces aumentada por "bombas de refuerzo". El hidrógeno gaseoso se produce industrialmente a partir de hidrocarburos por el proceso conocido como reformado con vapor.

Transferencia de hidrogenación El hidrógeno también puede ser extraído de "hidrógeno"-donantes en lugar de gas de H2. Donantes de hidrógeno, que a menudo sirven como disolventes incluyen hidrazina, dihidronaftaleno, dihidroantraceno, isopropanol, y el ácido fórmico. En la síntesis orgánica, hidrogenación de transferencia es útil para la reducción asimétrica de sustratos insaturados polares, tales como cetonas, aldehídos, e iminas.

Hidrogenación electrolítica Sustratos polares tales como las cetonas pueden ser hidrogenados electroquímicamente, el uso de disolventes próticos y equivalentes reductores como la fuente de hidrógeno.

Termodinámica y el mecanismo

La hidrogenación es una reacción fuertemente exotérmica. En la hidrogenación de aceites vegetales y ácidos grasos, por ejemplo, el calor liberado es de aproximadamente 25 kcal por mol, suficiente para elevar la temperatura del aceite por 1.6 a 1.7 C por número de yodo gota. El mecanismo de hidrogenación catalizada por metal de alquenos y alquinos se ha estudiado ampliamente. En primer lugar el etiquetado de isótopos de deuterio utilizando confirma la regioquímica de la adición:

 RCH = CH2 D2? RCHDCH2D

Aplicaciones industriales

La hidrogenación catalítica tiene diversos usos industriales. Con mayor frecuencia, la hidrogenación industrial depende de catalizadores heterogéneos.

En los procesos petroquímicos, la hidrogenación se utiliza para convertir alquenos y compuestos aromáticos en alcanos y cicloalcanos saturados, que son menos tóxicos y menos reactiva. Por ejemplo, aguarrás mineral es generalmente hidrogenado. Hidrocraqueo de residuos pesados en diesel es otra aplicación. En isomerización y los procesos de reformado catalítico, un poco de presión de hidrógeno se mantiene a hydrogenolyze coque formado sobre el catalizador y prevenir su acumulación.

El equipo utilizado para la hidrogenación

Químico banco de hoy tiene tres opciones principales de los equipos de hidrogenación:

Hidrogenación por lotes en condiciones atmosféricas

Hidrogenación por lotes a temperatura elevada y/o presión

Hidrogenación Flow

Hidrogenación por lotes en condiciones atmosféricas

El original y sigue siendo una forma comúnmente practicado de hidrogenación en laboratorios de enseñanza, este proceso se lleva a cabo normalmente mediante la adición de catalizador sólido a un matraz de fondo redondo de reactivo disuelto que ha sido evacuado usando nitrógeno o gas argón y la mezcla de sellado con un sello de caucho penetrable. El gas hidrógeno se suministra a continuación a partir de un globo lleno de H2. La mezcla de tres fases resultante se agita para promover la mezcla. La absorción de hidrógeno se puede controlar, lo cual puede ser útil para monitorizar el progreso de una hidrogenación. Esto se consigue, ya sea usando un tubo graduado que contiene un líquido de color, generalmente acuosa de sulfato de cobre o con los calibres para cada recipiente de reacción.

Hidrogenación por lotes a temperatura elevada y/o presión

Dado que muchas reacciones de hidrogenación tales como hidrogenolisis de los grupos protectores y la reducción de los sistemas aromáticos proceder muy lentamente a temperatura y presión atmosférica, sistemas presurizados son populares. En estos casos, se añade catalizador a una solución de reactivo en una atmósfera inerte en un recipiente a presión. El hidrógeno se añade directamente a partir de un cilindro o construido en el laboratorio de fuente de hidrógeno, y la suspensión se sacudió presurizado mecánicamente para proporcionar agitación, o una cesta de hilado se utiliza. El calor también se puede usar, como la presión compensa la reducción asociada en la solubilidad del gas.

Hidrogenación Flow

Hidrogenación de flujo se ha convertido en una técnica muy popular en el banco y cada vez más la escala de proceso. Esta técnica consiste en que fluye continuamente una corriente diluida de reactivo disuelto sobre un catalizador de lecho fijo en presencia de hidrógeno. Usando la tecnología de HPLC establecido, esta técnica permite la aplicación de presiones desde la atmosférica hasta 1.450 psi. Las temperaturas elevadas también pueden ser utilizados. En la escala de banco, sistemas utilizan una gama de catalizadores preenvasados que elimina la necesidad para el pesaje y el filtrado de catalizadores pirofóricos.

Reactores industriales

La hidrogenación catalítica se lleva a cabo en un reactor de flujo de pistón tubular relleno con un catalizador soportado. Las presiones y temperaturas son generalmente altos, aunque esto depende del catalizador. Catalizador de carga es típicamente mucho menor que en el laboratorio de hidrogenación por lotes, y diversos promotores se añaden al metal, o metales mixtos se utilizan, para mejorar la actividad, selectividad y estabilidad del catalizador. El uso del níquel es común a pesar de su baja actividad, debido a su bajo costo en comparación con los metales preciosos.

Reactores de inducción de gas líquido también se utilizan para llevar a cabo la hidrogenación catalítica.

La hidrogenación es la adición de hidrógeno al doble enlace para formar alcanos. Platino y paladio son los catalizadores más comunmente usados en la hidrogenación de alquenos. El paladio se emplea en forma de polvo absorbido en carbón (Pd/C). El platino se mplea como PtO2 (Catalizador de Adams).

La hidrogenación es sensible al impedimento estérico que explica la selectividad para la reacción con el doble enlace exocíclico pero no el doble enlace interno

El etano es formado con una energía de activación de 0,3kcal / mol sólo cuando Pd (111) está pre-cubierto por hidrógeno y no cuando etileno e hidrógeno son co-dosifican, lo que indica que los bloques de etileno de adsorción de hidrógeno

MECANISMO DE REACCION

. El mecanismo normalmente aceptado es el propuesto originalmente por Horiuti y Polanyi (alrededor de 1934)

1. Disociación de la molécula de hidrógeno en la superficie del metal.2. Formación de un enlace coordinado π con el metal

3. Adición reversible de un átomo de hidrógeno

4. Adición irreversible del segundo átomo de hidrógeno

H2 (gas) ----> 2H(ads) H2C=CH2 (gas) ----> H2C=CH2 (ads) H2C=CH2 (ads) + H(ads) ----> H3C-CH2 (ads) H3C-CH2 (ads) + H(ads) ----> H3C-CH3 (ads)

. El catalizador se enlaza tanto al H2 y el sustrato insaturado, facilitando así su unión.

aunque es discutible el que el enlace H-H se rompa al adsorberse dado que, en condiciones de laboratorio, se ha encontrado que la adición produce estereoespecificidad sin.   Se han utilizado numerosos metales de transición como catalizadores, entre ellos: Ni, Cu, Pt, Rh, Fe, Cr, Ir.

Si consideramos otras especies insaturadas, encontramos que la facilidad de hidrogenación es (en orden de menor a mayor dificultad):

1. Triples enlaces y dobles enlaces aislados

2. Dobles y triples enlaces conjugados o que forman parte de un sistema aromático

3. Grupos carbonilos de aldehídos y cetonas

4. Derivados de ácidos carboxílicos (sólo a altas temperaturas)

Los triples enlaces se hidrogenan más rápidamente que los dobles y, en muchas ocasiones, es posible desactivar parcialmente un catalizador para que reduzca triples enlaces sin afectar los dobles enlaces producidos

REACCION

ENERGIA DE LOS ENLACES

Cuanto más alta sea la energía de enlace, querrá decir que más costará romperlo, por lo que el enlace será más fuerte y más estable.

Como en la mayoría de las ocasiones se suele trabajar a presión constante, la variación de las energías de enlace coincidirá con la variación de entalpía de la reacción.

Entalpía de la reacción de hidrogenación del eteno para formar etano A 298 K

En nuestro caso:

Se rompe un enlace C = C y otro H – H  Se forma un enlace C – C y dos C – H

ENERGIA DE LOS ENLACES

Energía de enlace C = C   = 610 KJ/mol Energía de enlace H – H   = 436 KJ/mol

Energía de enlace C – C   = 347 KJ/mol

Energía de enlace C – H   = 415 KJ/mol

= – (347 + (2*415)) + (610-436)=-1003 KJ/mol

Hallando el calor desprendido del proceso a temperatura estándar:

EL CAMBIO DE ENERGIA GIBBS DE REACCIÓN A 298 °C

CAMBIO DE ENTROPIA A 298 K

INTERVALO DE TEMPERATURAS PARA LAS CUALES LA REACCION NO ES ESPONTANEA

2.- ETILENO

El etileno alimentado a la planta proviene de un proceso criogénico y por ello se encuentra en estado líquido, a una presión moderada y a baja temperatura. 16 atm y -35,7 ºC fueron las condiciones usadas, ya que se encuentran dentro de los valores típicos de salida del etileno en plantas de producción del mismo, que son [AME08]: [AME08]: American Chemistry.

3.- El hidrógeno

Se escinde en la superficie del metal, formándose dos átomos de hidrógeno electrófilos y muy reactivos. La nube  del doble enlace es así atacada fácilmente por éstos, obteniendose el alcano correspondiente.

La hidrogenación con catalizadores heterogéneos es estereoespecífica, entrando los dos hidrógenos por el mismo lado del doble enlace:

HIDROGENACION DEL ETILENO

A pesar de tener un valor de º favorable, el eteno y el hidrógeno calentados a 200ºC no reaccionan. Es necesaria la presencia de un catalizador que facilite la ruptura homolítica del enlace H-H.

Dado que la reacción suele ser cuantitativa y es fácil determinar el volumen de hidrógeno consumido, frecuentemente se usa la hidrogenación como herramienta analítica; por ejemplo, puede indicar el número de dobles enlaces de un compuesto.

 

 

 

  

La hidrogenación es exotérmica: los dos enlaces o (C-H) que se forman son, en conjunto, más firmes que los enlaces o (H-H) y n que se rompen. La cantidad de calor desprendida al hidrogenar un mol de un compuesto se llama calor de hidrogenación; es simplemente el H de la reacción, pero no se incluye el signo menos. El calor de hidrogenación de casi todo alqueno se aproxima bastante a un valor de 30 kcal por cada doble enlace del compuesto (véase Tabla 8.1)

Tabla 1 CALORES DE HIDROGENACION DE LOS ALQUENOS

 

Alqueno Calor de hidrogenación kcal/mol

Etileno 32.8

Propileno 30.1

1-Buteno 30.3

1-Penteno 30.1

1-Hepteno 30.1

3-Metil-1-buteno 30.3

3,3-Dimetil-1-buteno 30.3

4,4-Dimetil-1-penteno 29.5

Cis-2-Buteno 28.6

Trans-2-Buteno 27.6

Isobutileno 28.4

C C + H H C C

H H

H = calor de hidrogenación

Cis-2-Penteno 28.6

Trans-2-Penteno 27.6

2-Metil-1-buteno 28.5

2,3-Dimetil-1-buteno 28.0

2-Metil-2-buteno 26.9

2,3-Dimetil-2-buteno 26.6

 

La hidrogenación procede a una velocidad despreciable en ausencia de un catalizador, aun a temperaturas elevadas, a pesar de ser una reacción exotérmica, por lo que el proceso no catalizado debe tener una energía de activación muy alta. La función del catalizador es reducir la energía de activación (Eact), de modo que la reacción pueda proceder rápidamente a temperatura ambiente. Por supuesto, el catalizador no afecta al cambio neto de energía del proceso total: sólo rebaja la colina energética entre los reactivos y los productos

Un catalizador rebaja la Eact permitiendo que la reacción proceda de un modo distinto, es decir, por medio de un mecanismo diferente. En ese caso, los reactivos se adsorben en la enorme superficie del metal sólido dividido finamente, o se unen temporalmente a un ión metálico soluble.En estas condiciones, la reacción es muy distinta a la que tendría lugar en otro caso. Se cree, por ejemplo, que la superficie catalítica rompe el enlace en del alqueno antes de la reacción con el hidrógeno. En la hidrogenación homogénea, el complejo del ión metálico rompe el enlace hidrógeno-hidrógeno y transfiere estos átomos, de uno en uno, al doble enlace.

Producto

1.-Etano.

Compuesto Orgánico producto del enlace entre el Carbono e Hidrógeno, cuyá fórmula Química es C2H6, es el alcano más sencillo que puede existir en diferentes conformaciones donde cada uno de los átomos de hidrógeno está unido al de carbono por medio de un enlace covalente. Pertenece a los hidrocarburos aromáticos, es el segundo miembro de la serie de los alcanos o serie parafínica (que tiene poca afinidad).

Químicos

El etano se emplea en la fabricación de compuestos intermedios de la síntesis orgánica; por ejmplo el etano produce el cloruro de etileno por cloración.

Propiedades del gas

Peso Molecular Peso Molecular  : 30.069 g/mol

Fase Sólida Punto de fusión  : -183.3 °C Calor latente de fusión (1,013 bar, en el punto triple) : 95.081 kJ/kg

Fase líquida Densidad del líquido (1.013 bar en el punto de ebullición) : 543.83 kg/m3

Equivalente Líquido/Gas (1.013 bar y 15 °C (59 °F)) : 424.1 vol/vol Punto de ebullición (1.013 bar) : -88.58 °C Calor latente de vaporización (1.013 bar en el punto de ebullición) : 489.4 kJ/kg Presión de vapor (a 21 °C o 70 °F) : 38.475 bar

Punto Crítico Temperatura Crítica  : 32.17 °C Presión Crítica  : 48.72 bar Densidad Crítica  : 206.18 kg/m3

Punto triple Temperatura del punto triple  : -182.78 °C Presión del punto triple  : 0.0000113 bar

Fase gaseosa Densidad del gas (1.013 bar en el punto de ebullición) : 2.054 kg/m3

Densidad del Gas (1.013 bar y 15 °C (59 °F)) : 1.2822 kg/m3

Factor de Compresibilidad (Z) (1.013 bar y 15 °C (59 °F)) : 0.99156 Gravedad específica (aire = 1)  : 1.05 Volumen Específico (1.013 bar y 21 °C (70 °F)) : 0.8077 m3/kg Capacidad calorífica a presión constante (Cp) (1 bar y 25 °C (77 °F)) : 0.0528

kJ/(mol.K) Capacidad calorífica a volumen constante (Cv) (1 bar y 25 °C (77 °F)) : 0.0443

kJ/(mol.K) Razón de calores específicos (Gama:Cp/Cv) (1 bar y 25 °C (77 °F)) : 1.1939 Viscosidad (1.013 bar y 0 °C (32 °F)) : 8.6129E-05 Poise Conductividad Térmica (1.013 bar y 0 °C (32 °F)) : 17.9608 mW/(m.K)

Misceláneos Solubilidad en agua (1.013 bar y 20 °C (68 °F)) : 0.052 vol/vol Temperatura de Autoignición  : 515 °C

3. FORMULACION

Proponer el diseño de un reactor para obtener el etano por hidrogenación catalítica del etileno

4. PERFIL O BOCETO

TEMA;Hidrogenación de etileno para obtener etano

TITULO:Hidrogenación catalitica de etileno para obtener etano

MATERIA PRIMA:ETILENO

CATLIZADOR:Ni,Pd ,Pt

REACTOR:PBR

POR OPERACIÓN :CONTINUO

POR SU FORMA:TUBULAR

LECHO MOVIL:(no se mueve)

TEMPERATURA :ADIABATICO

FASES:

- HETEROGENEO:ya que a pesar de que los sustratos son gases , pero el catalizador es solido, en este caso es un metal soportado en

PROCESO: ESTACIONARIO

5. DISEÑO DE UNA PLANTA DE PRODUCCION DE ETANO

5.1 EQUIPOS:

Reactor tubular de lecho fijo(adiabático) Barómetro Valvula aliviadora Valvula de paso Valvula de llenado Conexión al contenedor de hidrogeno Recipiente de reacción (etano)

6. PREFACTIBILIDAD:

REACCION DE HIDROGENACION DE ETENO A ETANO

A:

–B:

C:

TOTAL: C2H4 (g) + H2 (g) →C2H6 (g)

Así pues, se puede afirmar que R = A – B + C.

Entonces, según la ley de Hess, también se puede afirmar que:

Calculamos los moles de hidrógeno que se consumen, utilizando la ecuación de estado de los gases ideales:

Calculamos la cantidad de calor liberada por la reacción de hidrogenación cuando se consumen estos moles de hidrógeno:

Así pues, la cantidad de calor que acompaña a la reacción de hidrogenación cuando se consumen 1,3 L de H2 a 1 atm de presión y 0 ºC es de 66,53 kJ liberados.

Conversión global de etileno: número de moles, o moléculas, de etano en el equilibriodividido por el número inicial de moles, o moléculas, de etileno

∆HºCombustión (C2H4) = –1386,1 kJ/mol.

∆HºCombustión (C2H6) = –1539,9 kJ/mol.

∆Hºf (H2O) = –285, 6 kJ/mol.

La espontaneidad de una reacción química viene determinada por la variación de la energía libre de Gibbs (∆G), que viene dada por la expresión: ∆G = ∆H – T · ∆S. Si la reacción es endotérmica, ∆H > 0, el término entálpico T · ∆S debe ser mayor que ∆H, para que la reacción sea espontánea ∆G < 0, lo que ocurre a temperaturas altas (siempre que ∆S sea < 0).

Si el proceso es exotérmico, entonces ∆H < 0 y si experimenta un aumento del orden, ∆S < 0. Si tenemos en cuenta la expresión de la variación de energía libre, ∆G = ∆H – T · ∆S, el término entálpico es negativo y el término entrópico es negativo. Por tanto, un valor de ∆G < 0

solo se puede conseguir cuando H T S , es decir, a temperaturas bajas, se podrá

conseguir que sea una reacción espontánea, pero no lo será siempre.

LEY DE VELOCIDAD

presenta un comportamiento de primer orden respecto a la concentración de hidrogeno, esto es:(−rH ) = kCHDiseño y control de hidrogenador

El uso de hidrógeno exige tomar precauciones frente a la creación de una explosiva mezcla de hidrógeno y aire. Normalmente, el tanque de hidrogenación se somete a una prueba de presión seguida de varias purgas de nitrógeno antes de introducir hidrógeno. Asimismo, al final del proceso de reacción, el tanque se purga con nitrógeno para dejarlo en condiciones seguras. Habitualmente, un sistema de seguridad por hardware confirma las fases de la prueba de presión y la purga de nitrógeno antes de permitir que se abra la línea de hidrógeno.

 

 

La hidrogenación exige mantener altas presiones en el tanque de reacción, lo que produce problemas en el mantenimiento de las juntas en torno a los agitadores, que en algunos casos exigen comprobaciones adicionales de la integridad o actualizaciones para incorporar sistemas de acoplamiento magnético.

Además, la hidrogenación suele crear una reacción altamente exotérmica, que ocasiona exigentes requisitos de control de temperatura.

Los entornos de I+D y pruebas clínicas en los que actúan muchos tanques de hidrogenación de bajo volumen exigen que estas instalaciones permitan el uso de una variedad de productos, cada uno con perfiles estrictamente definidos tanto para la propia adición de hidrógeno como para el perfil térmico relacionado.

 

Por lo tanto, el sistema de control debe aportar flexibilidad en la forma de conseguir el control preciso y repetido del entorno de hidrogenación e incluir las funciones siguientes:

Control secuencial para pruebas de presión, purga y adición de hidrógeno a vasijas.

Preciso control de lazo para presión y temperatura (en caso necesario, el T800 también ofrece programación de perfiles de puntos de consigna de temperatura).

Recogida segura de datos on-line del proceso de hidrogenación para analizarlos.

Pantalla local de operario con gráficos nítidos y acceso controlado a parámetros

La hidrogenación exige mantener altas presiones en el tanque de reacción, lo que produce problemas en el mantenimiento de las juntas en torno a los agitadores, que en algunos casos exigen comprobaciones adicionales de la integridad o actualizaciones para incorporar sistemas de acoplamiento magnético.

Además, la hidrogenación suele crear una reacción altamente exotérmica, que ocasiona exigentes requisitos de control de temperatura.

Los entornos de I+D y pruebas clínicas en los que actúan muchos tanques de hidrogenación de bajo volumen exigen que estas instalaciones permitan el uso de una variedad de productos, cada uno con perfiles estrictamente definidos tanto para la propia adición de hidrógeno como para el perfil térmico relacionado.

 

Por lo tanto, el sistema de control debe aportar flexibilidad en la forma de conseguir el control preciso y repetido del entorno de hidrogenación e incluir las funciones siguientes:

Control secuencial para pruebas de presión, purga y adición de hidrógeno a vasijas.

Preciso control de lazo para presión y temperatura (en caso necesario, el T800 también ofrece programación de perfiles de puntos de consigna de temperatura).

Recogida segura de datos on-line del proceso de hidrogenación para analizarlos.

Pantalla local de operario con gráficos nítidos y acceso controlado a parámetros

REACTOR COMERCIAL

Reactor de hidrogenación

Capacidad: 100 litros

Presión: 40 bar

Temperatura: -10 to +250°C

Material: Acero inoxidable

Sistema reactor de tipo batch para hidrogenaciones. El reactor está equipado con camisa de

atemperación externa y con un circuito interno de enfriamiento rápido de emergencia para un

control seguro de las reacciones exotérmicas. El tubo de aspersión de gas permite una

eficiente dispersión del gas en la fase líquida. Mediante las mirillas de vidrio se puede observar

e inspeccionar visualmente el proceso. Los vapores destilados se arrastran y condensan y se

recogen en el vaso colector.

Reactor a presión de 100 lt., circuito de refrigeración, agitador multi-stage

Tapa con acoplamiento magnético de alto-torque

Tubo de vapores y condensador

Colector con mirillas oara medición del nivel

.

CONSTRUCCION DEL REACTOR

Los primeros reactores o convertidores, como también se les llama, del tipo batch, se llamaban también de sistema de recirculación de hidrógeno y se usaron los primeros 50 años en la industria de la hidrogenación, probablemente porque el hidrógeno empleado no era de la pureza que hoy se consigue con las plantas electrolíticas.

El uso de hidrógeno exige tomar precauciones frente a la creación de una explosiva mezcla de hidrógeno y aire. Normalmente, el tanque de hidrogenación

se somete a una prueba de presión seguida de varias purgas de nitrógeno antes de introducir hidrógeno. Asimismo, al final del proceso de reacción, el tanque se purga con nitrógeno para dejarlo en condiciones seguras.

Se necesita un recator para hidrogenacon catalítica con un niple y 2 tapones capa de acero al carbón,a la tapa superior se adptar un termopozo de cobre y dos tubos de acero inoxidable que funcionaran como entrada(B) y salida de hidrogeno(A) que se le adptar un manometro seco de 0 a 200 psi y una valvula de paso para liberar la preison del reactor,al tubo B se le adaptar una valvula de paso para regular la netrada de hidrogeno , y asi lograr la presión deseada.

En el termopozo se colocara un termómetro de aguja de 0 a 200 °c con el cual se monitoreara la temperatura en el tubo C , se adptara un avalvula para toma de muetsra , el recator se colocara sobre un plato caliente y se envolver con material aislante pata mantener la T°constante

El material necesario a utilizar será el siguiente: piezas de acero al carbón que soportaran lata presión y temperatura ,dos tapones capa con rosca de 2 pulgadas y un niple con rosca de 2x4 pulgadas ,alos tapones se les osldara dos tubos de caero inoxidable que atravesaran los tapones

Funcionamiento

El catlizador mas efectivo a utilizar será el paladio,por datos bibliográficos la presión y tempertaura a utilizar serán: no mayor a 75°C , y la rsion no mayor a 55 psi