Producción de Cloruro de Vinilo a partir de Dicloro y Etileno

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Purificación de Dicloroetano

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Pirólisis

4.1. Pirólisis seguida de la cloración

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4.1. Pirólisis seguida de la purificación de dicloroetano

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Purificación del Cloruro de Vinilo

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Balance de Energía

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Enfriadores

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Calentadores

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Diseño de Equipos

Reactor de Cloración Directa

Se lleva a cabo la reacción en la cual el cloro gaseoso se combina con el etileno, también gas, dando lugar al 1,2-dicloroetano o DCE, que posteriormente será utilizado para fabricar el cloruro de vinilo o CV.

La reacción de cloración es una reacción fuertemente exotérmica de conversión de cloro 100% a 90°C y 1.5 atm, en la que se desprenden 180 kJ/mol de calor y la reacción principal es la siguiente.

C2H4 + Cl2 → C2H4Cl2

Dado que el reactor de cloración es un reactor catalítico de lecho fijo, el modelo de reactor que se utiliza para el diseño es de un reactor de conversión fijo, en el cual se utiliza un catalizador de Friedel-Crafts tal como el cloruro férrico FeCl3.

- La temperatura del reactor se mantiene constante en 90°C

- La presión en el reactor es de 1.5 atm, reactor adiabático.

- Mediante bibliografía, se estima que la porosidad del lecho dijo del reactor puede ser de 0.4

- Los flujos molares del etileno y cloro en la alimentación son:

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En un reactor de lecho fijo, la ecuación de diseño del reactor es:

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Donde la velocidad cinética es:

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Se determina el valor de K utiliando la ecuación de Arhenius, el valor queda igual a K = 0.123 m3/mol.s

En caso de reacciones en fase gaseosa a temperatura y presión constante, la concentración se expresa en función de la conversión.

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Flujo total :[pic 44][pic 43]

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Para determinar el valor del caudal total en función de la conversión:[pic 48]

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Donde[pic 50]

P: presión

R: constante de los gases

T: temperatura

Desarrollando la ecuación 1 e integrando, se obtiene:

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Entonces:

V= 5832 m3

Material: Acero inoxidable 304

Reactor de Oxicloración

Intervienen como reactivos el etileno gas, el ácido clorhídrico o HCl seco (el cual se aprovecha recirculando el obtenido en la operación de pirolisis posterior) y el oxígeno, obteniéndose como producto el 1,2-dicloroetano o DCE.

Dado que el reactor de oxicloración es un reactor catalítico de lecho fijo, el modelo de reactor que se utiliza para el diseño es de un reactor de conversión fijo, la reacción es catalizada por una sal de cobre, que contiene cloruro cúprico (CuCl2) como compuesto activo primario, impregnado en una base porosa como alúmina.

- La temperatura del reactor se mantiene constante en 250°C

- La presión en el reactor es de 3 atm, reactor adiabático.

- Conversión del cloruro de hidrógeno 99%

- Mediante bibliografía, se estima que la porosidad del lecho dijo del reactor puede ser de 0.4

- Los flujos molares del etileno, cloruro de hidrogeno y oxígeno en la alimentación son:

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En un reactor de lecho fijo, la ecuación de diseño del reactor es:

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Constante cinética:

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Temperatura equivalente a 250°C (523.15) y la energía de activación