PROCESOS INDUSTRIAL PARA LA FABRICACIÓN DE NYLON 6,6 Andrea Carolina Gómez Cañón, Andrés Felipe Taut Tautíva íva Martínez, Johana Carolina Castiblanco Castelblanco, Juan ie!o "averde #illamizar, "eid$ aniela #ane!as %ustamante, "iceth Tatiana Castro &alinas Resumen- En
el siguiente artículo se expone la descripción detallada del proceso de fabricación del nylon 6,6 y la obtención de sus principales materias primas (Ácido Adípico y hexamentilendiamina), examinando examinando cada una de las operaciones operaciones unitarias unitarias y las variables variables de control (lu!os (lu!os volum"tricos volum"tricos y molares, fracciones molares y m#sicas) para establecer un balance de materia el cual es un proceso industrial y una contabilidad exacta de todos los materiales $ue entran, salen, se acumulan y se agotan en el transcurso del intervalo de tiempo dependiendo de los par#metros predeterminados (%orcenta!es conversión conversión y excesos, relaciones relaciones este$uiometrias, este$uiometrias, porcenta!e porcenta!ess de separación)& separación)& usando el m"todo de la reacción para su desarrollo lo cual nos permite llegar a un valor cuantitativo de la cantidad producida de nylon partiendo de las materias primas en el proceso, teniendo como guía el an#lisis de grados de libertad' Adem#s se exponen los principales usos comerciales actuales de este producto y cómo ha evolucionado el proceso industrial comparado con los primeros aos en $ue se inició la fabricación del nylon' %alabras clave Acido Adípico, nylon 6,6, operaciones unitarias'
Abstract- *n
the follo+ing article detailed description of the manufacturing process of nylon 6,6 and
/ey+ords adipic acid, nylon 6,6, unit operations'
I.
INTRODUCCIÓN
+l n$lo n$lonn es una polia poliami mida da line lineal al sint sintét étic ica, a, producto de una condensación entre una diamina diamina he-amentile he-amentilendiami ndiamina. na. con un /cido dib/sico 0cido Adípico. 1ue contiene !rupos esta estass con con di2e di2ere rent ntes es peso pesoss mole molecu cula lare ress $ procedentes de di2erentes materias primas) +n el n$lo n$lonn 3,3 3,3 part partic icul ular arme ment ntee se llam llamas as así así por1ue proviene de un /cido $ una amina de 3 /tomos de carbono() "os "os prim primer eros os estu estudi dios os de las las poli poliam amid idas as sintéti sintéticas cas 2ueron 2ueron realiz realizado adoss por r) r) 7allac allacee Carothers $ el r) Juli/n 8) en (9:(, estos persona;es realizaron ensa$os partiendo de ami amino/cido cidoss $ utilizando ndo desti stiladores res mole molecul culare aress para para así obte obtene nerr polím polímer eros os con pesos moleculares superiores a (5)555, aun1ue años después se estableció 1ue partiendo de superp superpol olim imero ero polih polihe-a e-ame meti tile lenoa noadi dipam pamid idaa
ami amidas en toda la caden dena pri princi ncipal del polímero) +-isten muchos diaminas $ /cidos dib/sico con los 1ue se pueden sintetizar di2erentes clases de n$lon como el n$lon 3, n$lon 34(5, n$lon ((6 cada una de 2ricc 2ricció iónn $ dila dilata taci ción ón,, cata catalo lo!a !ado do como como un pl/stico técnico 1ue se moldean para 2abricar piezas para automóviles, ma1uinas, tubos $ material eléctrico, así como inda!ar acerca del por1ue la 2uncionalidad de cada operación unit unitar aria ia $a esta establ blec ecid idaa bas/ bas/nd ndon onos os en la literatura) (
Bir Bir,, D) +), +), E thm thmer er,, ) F) (93( (93(.) .) +nci +ncicl clope opedi diaa de tecnolo!ía 1uímica) Mé-ico 8ispanoamericana, H(93(I(933, Tomo (?, p/!) =5<) ? >ensICornin! Fiber!las Corp, KT$pes o2 Llastic Coatin!s, Cap 9I?<, (9=9.)
Lor Nltimo, mediante la aplicación de balance de mate materi ria, a, buscam buscamos os obten obtener er in2or in2orma maci ción ón
+l contenido de /cidos vol/tiles por lo !eneral /cidos ali2/ticos monob/sicos tiene 1ue ser ba;os, por1ue estos actNan como terminadores de cadena en la preparación del polímero, $ el contenido de cenizas tiene 1ue ser también ba;o, por1ue las impurezas inor!/nicas conducen a polímeros coloreados3)
Lara a síntesis de las materias primas se llevan acabado dos procesos independientes () +n la 2abricación de la he-amentilendiamina (er imagen 1) se mezclan butadieno C83. $ cianuro de hidro!eno 8C@. 2ormando adiponitrilo @CC8?.C@. 1ue lue!o al reaccionar con 8? este reduce el nitrilo para 2ormar he-amentilendiaminaP)
*magen 0' hexamentilendiamina
Estructura
de
la
:
Blaus 7eissermel, 8IJ) A) K'ndustrial r!anic Chemestr$) Fran2urt7ile$ Compan$) (99<. Qu2era, +)L, KRuímica or!/nica b/sica $ aplicada de la molécula a la industria K#olumen ( (993.) P
Bir, D) +), E thmer, ) F) (93(.) +nciclopedia de tecnolo!ía 1uímica) Mé-ico 8ispanoamericana, H(93(I(933, Tomo ((, p/!) ?=5)
+sta diamina es un sólido blanco $ cristalino con li!ero olor amoniacal, es soluble en la proporción de 935 !4(55! de a!ua a :5SC) +l contenido de bases vol/tiles
Teniendo estas dos productos 2inalmente, reaccionan para la 2ormación de n$lon 343 $ a!ua como subproducto reacción de policondensación., no es necesario un catalizador acido para !enerar la polimerización, aun1ue las condiciones óptimas se especi2ican m/s en cuanto a temperatura $ presión) (er 3eactor 4)' urante el proceso en todos los reactores los porcenta;es de conversión son del =P $ las operaciones de separación no son del (55 de e2icientes, solo retiran el 99 del a!ua $ el ( 3
Bir, D) +), E thmer, ) F) (93(.) +nciclopedia de tecnolo!ía 1uímica) Mé-ico 8ispanoamericana, H(93(I(933, Tomo (?, p/!) =(<)
de los otros compuestos, por esta razón los compuestos pertenecientes a cada 2lu;o no son los netos de la reacción sino 1ue también est/n
comple;os de @i, con 2os2inas o 2os2itos como li!andos $ sales met/licas como cloruros de Un o Al < +sta reacción es una hidrocinación directa (er imagen ))
Reactor 2: +n este reactor ocurre la hidro!enación del 'ma!en ) 8idrocianuración directa de %utadieno) adiponitrilo (er imagen 4.. "a hidro!enación de
nitrilos $ dinitrilos es uno de los métodos industriales m/s utilizados para la síntesis de una !ran variedad de aminas) 'ndustrialmente, la reacción se realiza en 2ase lí1uida, a elevadas presiones de hidró!eno $ en presencia de catalizadores met/licos) <
varían entre ? $ 3 horas6 la presión utilizada es apro-imadamente de 5)= a ( atm con una concentración del catalizador 1ue varía entre 5,: $ :,5 ppm) "as reacciones se realizan en autoclaves proceso discontinuo. o en torres de o-idación proceso continuo.) &e!Nn la literatura, industrialmente en este proceso el !rado de conversión es ba;o, !eneralmente in2erior al (5, para así ma-imizar el rendimiento $ la selectividad del proceso) @ormalmente se obtienen valores de conversión entre el $ el 3 $ se emplean varias etapas para minimizar una o-idación e-cesiva de la mezcla producida9) "a este1uiometria de esta reacción es (( $ por lo tanto por cada mol de reactivo 1ue ha$a se va a obtener la misma cantidad de producto)
B7eissermel, 8)Arpe (9<=.) Ruímica r!/nica 'ndustrial) +ditorial Deverte, %arcelona) Capítulo (5, componentes para poliamidas, L/!) ?:?)
9
+n la actualidad los catalizadores m/s utilizados para la hidro!enación de (,3Ihe-anodinitrilo a escala industrial son catalizadores del tipo @iI Dane$ $ CoIDane$) &in embar!o, si!ue habiendo di2icultades para obtener altas selectividades con elevadas conversiones sin
Reactor 4:
ur/n "aura, Alsina Cristina, KLlanta de producción de 0cido Adípico, +scuela técnica superior de in!eniería Ruímica, #olumen (, ?55=, Consultado 5? de Ma$o del ?5(3) http44>>>)recercat)cat4bitstream4handle4?54(:=54A'L'C ?5()pd2Wse1uenceX() pp (5I(?)
+n este reactor se realiza la o-idación de la ciclohe-anona procedente del reactor : con /cido nítrico como a!ente o-idante 2uerte para !enerar el /cido Adípico Materia prima para el
propiedades de ser compuestos in2lamables, por esta razón el reactor adecuado debe ser a1uel 1ue ten!a eliminación e2ectiva de calor buen sistema de re2ri!eración. debido a 1ue es una reacción e-tremadamente e-otérmica) Lor esta misma razón como subproductos de esta reacción se !enera ó-ido nítrico @. 1ue es un potencial contaminante para la atmos2era(5 #er tratamiento de residuos.) "a este1uiometria en este reactor es 1ue por cada dos moles de /cido nítrico reacciona una de ciclohe-anona !enerando ? de ó-ido nítrico, ( de a!ua $ ( de /cido Adípico C38(5 Y ? 8@:
C38(5 Y ? @ Y 8?
(5
ur/n "aura, Alsina Cristina, KLlanta de producción de 0cido Adípico, +scuela técnica superior de in!eniería Ruímica, #olumen (, ?55=, Consultado 5? de Ma$o del ?5(3) http44>>>)recercat)cat4bitstream4handle4?54(:=54A'L'C ?5()pd2Wse1uenceX(
Reactor 5: +n este reactor se produce dos procesos, la 2abricación de la sal de n$lon $ la polimerización de ella por condensación. (er *magen <)'
mientras 1ue si se desea un sal cristalina se prepara en metanol por1ue solo el 5) es soluble a ?PSC) +n esta reacción no se necesitan catalizadores, $a 1ue los /cidos catalizan la reacción $ créase o no, uno de los monómeros es precisamente un /cido 0cido Adípico.) 1' %olimeri>ación de la sal "a temperatura de polimerización se realiza a temperaturas superiores del punto de 2usión, por lo tanto la mezcla resultante estar/ en estado lí1uido) 8abitualmente se polimeriza a ?
Teóricamente esta operación unitaria consiste en poner en contacto un !as con un lí1uido, para 1ue este se disuelva determinados componentes del !as, de;/ndolo libre de los mismos(?) Tiene como ob;etivo remover el vapor de a!ua de la corriente para así poder lle!ar al porcenta;e re1uerido por el proceso de la producción de @$lon 3,3 K %ara ver por $u" se
•
debe retirar agua del proceso, ver an#lisis y resultados, separador 0? ) Usos
Aplicaciones como fibra Casi la mitad del total de 2ibra de n$lon producida se destina a cordones para neum/ticos) "a ma$oría de los neum/ticos para automóviles de turismo llevan cordones de ra$o o poliéster, pero el cordón de @$lon domina la ((
Bir, D) +), E thmer, ) F) (93(.) +nciclopedia de tecnolo!ía 1uímica) Mé-ico 8ispanoamericana, H(93(I (933, Tomo (?, p/!) =(=) (? Castan$ #aler$ Javier, Fern/ndez Cuello 0n!el, &erraller Francisco) KAn/lisis de 2uncionalidad de los elementos de m/1uinas) Lrensas *niversitarias de Uara!oza, ?55=.) L/!) =)
ma$oría del mercado de recuestos $ casi la del volumen total) tros usos industriales de @$lon
estas !eneran !ran variedad de /cidos, entre ellos est/n el /cido !lut/rico $ succínico 1ue pueden separarse del proceso en una cristalización $ para su eliminación por medio de una combustión o pasados a una planta de biotratamiento() Gaseosos +l principal compuesto es el Z-ido @ítrico !NO" 1ue la me;or manera en la 1ue disponen de él es la conversión hasta /cido nítrico para su posterior recirculación en el proceso) &in embar!o también se producen una 2ase !aseosa 1ue est/n parcialmente disueltos en la 2ase li1uida, estos son C?, @, @?, @?) A nivel industrial e-isten dos 2ormas de disponer de ellos "a primera consiste convertir todos los !ases en /cido nítrico
(:
%illme$er, F) 7) ?55.) 9iencia de los polímeros' %ercelona Deverté) ( "opez Gonzalez KLlanta de producción de 0cido Adipico, Cap (, @umeral (?)() Decuperado el 9 de abril del ?5(P de https44ddd)uab)cat4pub4trerecpro4?55=4hdl[?5[93?34 LFC[G='@G+@')pd2)
por medio de nuevas o-idaciones $
•
•
Construcción, e insumos para alimentos $ biodiesel(<) +na de Colombia &)A Lroducen $ comercializan polímeros $ 2ibras 1uímicas de Loliéster $ @$lon, materias primas para la industria en 2orma de !r/nulos, 2ibras, 2ilamentos te-tiles e industriales $ lona para llantas(=) 'ndepac &A& Fabrican $ comercializan piezas especiales en @Q"@ 3I3 1ue posee e-celentes propiedades mec/nicas,
e-isten m/s procesos alternativos para la obtención del /cido Adípico $ 8M) 8btención de la hexametilendiamina (75) &on pocas las aminas $ diaminas adecuadas para la obtención de 8M, las di2erentes 2ormas de obtenerla son esencialmente solo variaciones de la obtención del adiponitrilo •
(P
ur/n "aura, Alsina Cristina, KLlanta de producción de 0cido Adípico, +scuela técnica superior de in!eniería Ruímica, #olumen (, ?55=, Consultado 59 de Ma$o del ?5(3) http44>>>)recercat)cat4bitstream4handle4?54(:=54A 'L'C?5()pd2Wse1uenceX( (3 Bir, D) +), E thmer, ) F) (93(.) +nciclopedia de tecnolo!ía 1uímica) Mé-ico 8ispanoamericana, H(93(I (933, Tomo (?, p/!) =<(3) (< Llasticos, R) s)2).) @uimico %lasticos) Decuperado el 9 de ma$o del ?5(3 de http44>>>)1uimicoplasticos)com4es4compania)html) (= +na) s)2).) En.a) Decuperado el 9 de ma$o del ?5(3 de http44>>>)ena)com)co4ena4
(9
+n estados unidos a nivel industrial la ruta m/s utilizada es partiendo de ciclohe-anona o-idarla a caprolactona 1ue lue!o se hidro!ena a unos ?P5SC $ ?=5 bar, en presencia de cobre Dane$ para !enerar (,3Ihe-anodiol 1ue lue!o se amina con amoniaco a ?55SC $ ?:5 bar en presencia de ní1uel Dane$ para !enerar 8M (er imagen B., esta vía alcanza por lo !eneral rendimientos del 95 por esta razón es su 2recuencia de uso)?(
'ndepac) s)2).) *ndepac. ) Decuperado el 9 de ma$o del ?5(3 de http44indepac)com)co4plasticos[industriales4n$lon[3I 3[barras[$[laminas)php ?5 'ndustriales, M) c) s)2).) ulti cauchos industriales) Decuperado el 9 de ma$o del ?5(3 de http44>>>)multicauchosindustriales)com4
trans2orman en dinitrilos buténicos, 2inalmente la mezcla se hidro!ena !enerando adiponitrilo con una selectividad del 9PI9< ??) 8btención de Ácido Adípico +l 2in es obtener /cido adípico $ las modi2icaciones 1ue se han desarrollado es b/sicamente partir de un compuesto di2erente para realizar las o-idaciones Lartiendo del benceno con una des hidro!enación !enerar el ciclohe-ano $ realizar las posteriores o-idaciones con o-í!eno $ /cido nítrico respectivamente •
(er imagen 0C')
*magen 0C' 8btención de Ácido Adípico a partir del benceno'
*magen00' 8btención de 75 y #cido adípico a partir de furfural'
III.
MATERIA#ES $ M%TODOS
Lara desarrollar el balance de materia del proceso de 2abricación del @$lon 3,3 se utilizó el método del avance de la reacción pues la tabla de an/lisis de !rados libertad (er anexo 1, an#lisis de grados de libertad) arro;aba un resultado especi2icado con el cual se podía desarrollar $ calcular el balance por éste método haciendo balances por componente de las variables independientes $ balances totales para la obtención de los respectivos 2lu;os en las dos operaciones unitarias &eparador ( $ separado ?. $ en los cinco procesos unitarios Deactor (, ?, :, $ P.) Lara realizar los
pero con esta, daban resultados con los 1ue el balance no 1uedaba totalmente especi2icado debido a la !ran cantidad de variables independientes desconocidas 1ue arro;aba el resultado) (er anexo 1)
I&.
RESU#TADOS $ ANA#ISIS DE RESU#TADOS
Lara especi2icar las corrientes con sus composiciones $ 2lu;os m/sicos o molares, de acuerdo a la restricción 1ue era producir 35 ton de n$lon 3,3 por hora se realizó un dia!rama de blo1ues para identi2icar los componentes de cada entrada $ salida de los mNltiples procesos unitarios del proceso, debido a 1ue la e2iciencia de los separadores no eran del (55 $ el porcenta;e de conversión era del =P en cada uno de los reactores ver anexo 1)' Con lo anterior $ el an/lisis de !rado de libertad por el método del avance de la reacción se lo!ró especi2icar cada una de las variables del proceso ver anexo 2, 5escripción de variables de proceso) () REACTOR 1 !R'101"
Lor el porcenta;e de conversión se pudo observar 1ue se produ;o un 3P de adiponitrilo siendo este el compuesto de ma$or interés $ ma$or proporción con respecto a los reactivos, para este caso particular el cianuro de hidro!eno (CN. Q butadieno C H ) por otro lado para la reacción !enerada en R-!" 4
C83 Y ?8C@
6
C38= @?
"os compuestos reaccionan en las mismas proporciones, esto ocurre debido a la relación ?. $ a la este1uiometria de la reacción 1:2. entre butadieno $ cianuro respectivamente) También a partir del dia!rama de torta #er *magen 02) se puede in2erir 1ue la cantidad de cianuro de hidro!eno (CN. no reaccionante es elevada, !enerando preocupación debido a 1ue este compuesto es e-tremadamente venenoso $ contaminante para el medio ambiente)
2. Reactor !R'102" Lara la se!unda etapa del proceso 1ue
•
8idro!eno molecular
posible acceder a una base de c/lculo debido a 1ue el an/lisis de !rados de libertad en el proceso nos indica 1ue est/ especi2icado) 3elación 0 Χ =85 3elación 1 Χ exceso O = 20 2
Lor el porcenta;e de conversión de la etapa ?, se observar 1ue se produ;o un ?: de 8e-ametilendiamina !(MD" (er imagen 04) siendo este el compuesto de interés pero no en ma$or proporción, se puede in2erir 1ue la cantidad de producto es ba;a en relación con los otros componentes 1ue pertenecen al 2lu;o) Lor otro lado para la reacción llevada a cabo en el reactor DI(5? nos indica 1ue el reactivo limite es el hidro!eno siendo este un compuesto determinante, $a 1ue de acuerdo a su cantidad se !enerara la misma cantidad de 8M) "a este1uiometria para esta unidad es de !4:1" de hidro!eno !(2" $ adiponitrilo !C6(*N2" !enerando un mol de 8M
%alances realizados %alance o-i!eno %alance nitró!eno %alance ciclohe-anona %alance a!ua %alance total
*magen 06' %roceso unitario 3D0C2
bservando el dia!rama de torta de la etapa :
'ma!en(<)Lorcenta;sdeproducióneDI(5: Adem/s, la este1uiometria de la reacción es de !1:1" entre el ciclohe-ano $ o-i!eno C38(? Y ? C38(5 Y 8? Lor ende se puede in2erir 1ue para optimizar este proceso, en un principio el 2lu;o de ciclohe-ano debería aumentar, esto con la 2inalidad de 1ue el porcenta;e !+" de o-í!eno en e-ceso se utilice por competo)
N 1
8
∗(¿¿ 8∗Y
9
O2)=( N 9∗Y O 2 )
¿
N 99
∗(¿¿ 8∗Y
8
9
H 2 O)=( N 9∗Y H 2 O)
¿
%alances realizados %alance total %alance a!ua %alance ciclohe-anona %alance ciclohe-ano %alance nitró!eno • • • • •
*magen 0<' %roceso nitario AD0C0
PROPORCIÓN SEPARACIÓN A50 CICLOHEXANONA 5 0.5 0.05 0.01 TON/DIA SEPARACION NITROGENO CICLOHEXANO
AGUA
O
otro lado al actualizar los !rados de libertad para esta etapa concluimos 1ue dan cero 5., esto se debe a 1ue la anterior unidad AI(5(. especi2ica las variables 1ue no podían ser determinadas en esta) 3elaciones Χ =85 N 11
(¿¿ 11∗Y *magen 0B' 5istribuciones de masa en el AD0C0
5. Reactor R'104
10
H N 03 )=( N 10∗Y C 6 H 10 O )∗2
¿
%alances realizados %alance o-i!eno %alance a!ua %alance ciclohe-anona %alance ciclohe-ano %alance nitró!eno %alance Acido) Adípico %alance Acido) @ítrico %alance Z-ido @ítrico • • • • • • • •
*magen 1C' %roceso nitario 3D0C
?P
#, M) ?5((.) Tecnolo!ia de plasticos,n$lon) 9hemical
Analizando las proporciones de producción (er imagen 10) se lo!ró observar 1ue el porcenta;e . de producción del compuesto de interés K Ácido adípico? es ba;o en relación a los dem/s
Lara la se-ta etapa del proceso 1ue corresponde al absorbedor AI(5?, se!Nn el an/lisis de !rados de libertad (er anexo 1) nos indica 1ue abran = variables independientes 1ue no podr/n ser especi2icadas, aun haciendo uso de las ocho =. relaciones $ los ocho =. balances de materia, &in embar!o al tener las variables especi2icadas de la anterior unidad esta nos permitir/ de;ar la presente etapa descrita de manera total (er imagen 11) 2lu;os $ composiciones )' N 99
12
∗(¿¿ 12∗Y
13
H 2 O )=( N 13∗Y H 2 O )
¿
N 1
12
(¿¿ 12∗Y
13
H N 0 3)=( N 13∗Y H N 03 ) N
1
12
∗(¿¿ 12∗Y
¿
13
N 2)=( N 13∗Y N 2)
¿
N 13 1 ∗(¿¿ 12∗Y C 6 H 12)=( N 13∗Y C 6 H 12 ) 12
¿
N 1
12
∗(¿¿ 12∗Y
13
O 2)=( N 13∗Y
¿
O2)
N 1
∗(¿ ¿ 12∗Y
12
13
)=( N ∗Y ¿
NO
13
NO
)
'ma!en?:)str ucóndemas enlAI(5?) Analizando los porcenta;es de separación para esta etapa (er imagen 12) se puede observar como el nitró!eno 2orma !ran parte entre la variedad de compuestos, por otro lado se observa 1ue la proporción de separación del producto de interés (#c'adipico) es ba;o, esto !enera e2iciencia $ evita pérdidas si!ni2icativas de este permitiendo in2erir 1ue el ob;etivo principal de esta operación unitaria es la eliminación del a!ua 8?. para satis2acer la le$ mencionada en el absorbedor AI(5(. 1ue a2ecta de 2orma directa la síntesis de n$lon 3,3)
• • • • • • • • • • • •
%alance a!ua %alance ciclohe-anona %alance ciclohe-ano %alance nitró!eno %alance Acido Adípico %alance total %alance -ido @ítrico %alance 8M %alance n$lon 3,3 %alance butadieno %alance cianuro hidro!eno %alance 0cido @ítrico %alance hidro!eno
del proceso !enerando pérdidas económicas )&e podría optimizar el proceso si la línea de reacciones aumentaran de tal 2orma 1ue la cantidad de /c) Adípico producido sea e1uivalente, es decir, proporcional a la he-ametilendiamina $a 1ue su este1uiometria de reacción es #"%" 35C38(3 @? Y 35C38(5
C(? @?8???.35 Y (?58?
'ma!en?A)Lroprcionesd productoenDI(5P A-- eera: +n !eneral después de haber hecho un an/lisis detallado de las etapas unitarias del proceso se
"os c/lculos detallados de cada balance independiente para la obtención de los si!uientes 2lu;os $ composiciones molares para producir 35 ton4día se encuentran en el ane-o P C/lculos de balance de materia.
N9 N9 N9
H2O C6H12
*,92 !"#$!% 0,02 !"#$!% 0,09 !"#$!%
0,93 0,0017 0,009)
C6H10O
N1
61,63 !"#$!%/&'( Fr"cci#n
$o%"r N1 N1HCN
N! N2
266,7 !"# $!%/&'( 266,7 !"#$!%
Fr"cci#n $o%"r
133, 33 !"# $!%/&'( 133,33 !"#$!%
Fr"cci#n $o%"r
1
1
N10O2 N10N2 N10H2O N10C6H12 N10C6H10
N3HCN N3C)H6 N3
173,33 !"# $!%/&'( )0 !"#$!% 20 !"#$!% 113,33 !"#$!%
N11 Fr"cci#n $o%"r 0,23 0,12 0,065
C6H*N2
N' N)
H2
N( N5HCN N5C)H6 N5
226,67 !"# $!%/&'( 226,67 !"#$!%
Fr"cci#n $o%"r 1
173,33 !"# $!%/&'( )0 !"#$!% 20 !"#$!% 65 17 !" $!%
Fr"cci#n $o%"r 0,19 0,10 0 31
0,060 0,77 0, 015 0,026 0, 1))7
O
C)H6
N&
3,67 !"#$!% )7,) !"#$!% 0,0901 !"#$!% 1,57 !"#$!% *,92 !"#$!%
N11HNO
17,*3 !"# $!%/&'( 17,*3 !"#$!%
Fr"cci#n $o%"r 1
3
N1!
9),6 !"#$!%/&'(
Fr"cci#n $o%"r
N12O2 N12N2 N12H2O N12C6H N12C6H10O N12 HNO3 N12C6H10O
3,7 !"#$!% )7,) !"#$!% 7,7 !"#$!% 1,6 !"#$!% 1,3 !"#$!% 10,3 !"#$!% 7,6 !"#$!%
0,0) 0,5 0,0* 0,02 0,01 0,011 0,0*
15,2 !"#$!%
0,16
)
N12
N1&
NO
*,)6 !"#$!%/&'(
Fr"cci#n $o%"r
N15H2O N15C6H12 N15C6H10O N15 HNO3 N15C6H10O
12,*) !"#$!% 1,56!"#$!% 1,32 !"#$!% 10,16 !"#$!% 1,13!"#$!%
0,0)) 0,0053 0,00)5 0,035 0,003*
15,01 )0,00 20,00 65,17
0,051 0,136 0,06* 0,22
a partir de los resultados obtenidos traba;ando con un porcenta;e de conversión del ochenta $ cinco =P. donde nos dimos cuenta 1ue la cantidad de materia prima sin reaccionar era elevada) Cabe resaltar 1ue no se tiene la idea de un reactor ideal con porcenta;es de conversión del (55, $a 1ue esto involucraría de una u otra manera mantener el reactor en condiciones óptimas de presión $ temperaturas, 1ue a lo lar!o !enerarían un ma$or costo)
)
N15NO N15HCN N15C)H6 N15
!"#$!% !"#$!% !"#$!% !"#$!%
C6H*N2
N15 HMD N15 H2 N15N+LON
)1,79 !"#$!% 3),00 !"#$!% 0.106 !"#$!%
&. •
0,1) 0.12 0,00036
CONC#USIONES
&e planteó una alternativa de producción de balance n$lon3,3 , 1ue podría reducir los costos de inversión de materias primas $ aumentar los est/ndares de producción del mismo, al colocar puntos de recirculación de /cido nítrico, ciclohe-ano $ cianuro de hidro!eno en los reactores (3D0C0,3D0C2,3D0C) $a 1ue por los resultados obtenidos del balance se observa 1ue las cantidades 1ue salen 2uera del proceso sin reaccionar son considerablemente altas)
•
&e!Nn lo aprendido en clase, el balance de materia hecho para el proceso también se hubiera podido haber realizado por el método de balances elementales, sin embar!o, la tabla de !rados de libertad al ser una brN;ula para especi2icar $ poder realizar el balance no dio unos valores apropiados para poder realizar el balance por este método) Al hacer el balance por el método de avance de la reacción se observó 1ue hubieron procesos en los 1ue el balance por cada componente 2ue la ta zó m/
re1ueriría implementar una planta de tratamiento para obtener ? puro o en su de2ecto con alta pureza $ de esta manera se evitaran la producción de los ó-idos de nitró!eno 1ue son potencialmente contaminantes al utilizar el o-í!eno para o-idar el ciclohe-ano hasta /cido adípico $ evitar la implementación del /cido nítrico)
http44>>>)td-)cat4bitstream4handle4(5=5:4953 ?4Pintrod)pd2Wse1uenceX9
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&I.
I#IORA7IA
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Ae8o N91 5iagrama de blo$ues para la producción de ;ylon 6,6'