Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Producción de Benceno

No description
by

valeria rodriguez

on 21 April 2015

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Producción de Benceno

Producción de Benceno
PRECAUCIONES
Son conocidos sus efectos cancerígenos, y puede resultar venenoso si se inhala en grandes cantidades.
Sus vapores son explosivos, y el líquido es violentamente inflamable.


Introducción

El benceno es un hidrocarburo aromático de fórmula molecular C6H6
DATO:
El nombre de aromáticos, en la actualidad, no tiene nada que ver con el olor, sino con un conjunto de propiedades que a continuación se mencionaran. La nominación de aromáticos data de los primeros compuestos de este tipo que fueron descubiertos, que se caracterizaban porque las fuentes de donde se obtenían tenían olores agradables en unos casos y en otros era el propio hidrocarburo el que poseía el aroma agradable.


Punto de fusión de
5,5 °C
Punto de ebullición de
80,1 °C
Densidad relativa de
0,88 a 20 °C.

Es un líquido incoloro de olor agradable (aroma dulce).

Aunque insoluble en agua, se puede mezclar en cualquiera proporción con disolventes orgánico, como por ejemplo el azufre, el fósforo y el yodo, también para gomas, ceras, grasas y resinas, y para los productos orgánicos simples.
A continuación explicarán:
Diferentes procesos su obtención
Las materias primas y el equipo necesario para su fabricación.
Usos y productos de este hidrocarburo
El benceno fue descubierto por el científico inglés Michael Faraday en 1825 aislándolo del gas de alumbrado
La molécula de benceno consiste en un anillo cerrado de seis átomos de carbono unidos por enlaces químicos con uniones simples y dobles.
Cada átomo de carbono está a su vez unido a un átomo de hidrógeno.
1. Las líneas de flujo se representan con flechas que van en dirección del flujo.

2. La dirección del flujo es de izquierda a derecha mientras sea posible

3. Las corrientes ligeras (gases) van por el tope mientras que las corrientes pesadas (líquidos y sólidos) van por el fondo

1.
Hidrodesalquilación del tolueno

2.
Destilación fraccionada del alquitrán


La mezcla después pasa por un calentador para terminar de elevar la temperatura.

La corriente es enviada al reactor. Como la reacción es exotérmica se necesita que el reactor cuente con un sistema de control de temperatura.

Una vez salido del reactor, el flujo pasa por un intercambiador de calor, un enfriador para poder disminuir un poco la temperatura y en seguida hacerlo pasar por un separador de gas.

Del separador obtenemos dos corrientes, la mezcla de gases y la del líquido.

La mezcla de gases es separada en dos corrientes:
La salida por donde se obtiene el metano
La otra es inducida en un compresor para que pueda ser recirculada hacia el reactor.

En cuanto a los líquidos, éstos son enviados a una columna de destilación.
A la salida de cabezas de la columna de destilación se encuentran un intercambiador de calor, el condensador, el cual hará que se condense el benceno y será la salida de benceno.
Materias primas
*Cadena fundamental en la industria química se basa en aromáticos.

El benceno (C6H6) se puede producir del carbón de hulla y es un
componente de petróleo encontrados en:
-depósitos naturales de petróleo
-gas natural

El benceno está constituido de hidrógeno y tolueno.






El tolueno (C6H5CH3) es un hidrocarburo aromático con una densidad de 866.9km/m3.
Existe en forma natural en el petróleo crudo y en el árbol tolú.

-Sustancia nociva aunque su toxicidad es muy inferior a la del benceno
La industria petroquímica emplea materias primas como las olefinas y aromáticos.
Desventajas: escasa disponibilidad de hidrocarburos por falta de gasolina.
Solución: procesos especiales para producirlos, constan de serie de reacciones con etapas complejas para transformar hidrocarburos con reactividad química.



-Para la fabricación del benceno, se debe de tener cuidado por existen riesgos de la salud:
-Benceno tiene efectos tóxicos en la sangre.
-Produce sangrado nasal.
-Llegar a generar leucemia.
*Estos efectos llegan a aparecer meses o años después de la exposición.


Tipos de productos
Benceno: hidrocarburo más importante entre aromáticos para la química industrial.
Ocupa el 3º lugar en cuanto al consumo de materias primas orgánicas.

90% se consume en la fabricación de:

*Etilbenceno para producir estireno (poliestireno)
*Cumeno para producir fenol y acetona (aspirina)
*Ciclohexano para producir poliamidas (Nylon)

10% para producción de nitrobenceno (colorantes)


Para la obtención de estireno, liquido incoloro.
Se obtiene por la deshidrogenación de etilbenceno.
Obtención de dos procesos:

cloruro de aluminio (AlCl3), Trifluoruro de boro (BF3) o ácido fosfórico (H3PO4).

-Fase liquida: utiliza catalizadores
REQUISITO:
Introducir el etileno en pequeñas cantidades.

-Fase gaseosa: utilizada soportes inertes recubiertos de un catalizador ácido (H3PO4).
PRECAUCIONES:
Mantener relación molar de etileno a benceno muy baja de 0.2:1.


Producto intermedio importante desde que la industria en 1950 logró su transformación sencilla en fenol y acetona.

La fabricación industrial se realiza por alquilación del benceno con propeno con procesos en fase líquida o fase gaseosa.

Se utiliza para su transformación en fenol y acetona según el proceso Hock.

El fenol es el segundo producto más importante derivado del benceno.
Casi todo el fenol es de síntesis, también se puede obtener del alquitrán de hulla.



Producto básico para la obtención de Nylon.

La mayor parte, se obtiene por hidrogenación del benceno.
El benceno a transformar debe de ser muy puro con poco azufre para que el catalizador no se contamine.
El ciclohexano obtenido se transforma en ciclohexanona que es un producto intermedio para
acceder a los precursores del Nylon 6 y 66.


Se lleva a cabo por reacción con una mezcla de ácido nítrico y ácido sulfúrico concentrados.

El benceno no es soluble en ácido nítrico, se requiere una fuerte agitación.

El ácido sulfúrico concentrado protona al ácido nítrico y promueve la formación del ión nitronio, que es el que actúa como electrófilo.

El sulfúrico aumenta la solubilidad del benceno en nítrico y evita la disociación a nitrato.

La principal aplicación:
-Transformación en anilina
-Industrias huleras, fotográficas, farmacéuticas

Equipo utilizado en la fabricación y condiciones de operación
Los equipos utilizados durante la fabricación del benceno son: El reactor, un separador de gases, un separador de líquidos, y un horno estos forman parte del proceso para la obtención del benceno. A continuación explicaremos cada uno de ellos.

Reactor:
El proceso consiste en la hidrodesalquilación térmica de tolueno para la producción de benceno a partir de tolueno puro (C7H8), que
entra
en planta a
18 ºC
y 101,6 kPa, e
hidrógeno
(H2) al 95%, con un 5% de metano (CH4), que se proporciona a
37 ºC
y 3749 kPa. Los reactores químicos tienen como funciones principales;

Asegurar el
tipo
de contacto o modo de fluir de los reactantes para conseguir la mezcla deseada.
Proporcionar el
tiempo
suficiente de contacto,
presión
,
temperatura
y
composición
de modo que la reacción tenga lugar en el grado y a la velocidad deseada.

Separador de gases:
Un separador de gases puede ser denominado de diferentes manera,
tanque de expansión o separador flash
, estos recipientes de separación se
utilizan
normalmente en instalaciones de producción ya sea en
plataformas marinas o baterías de producción.
Los separadores trabajan con las
diferentes densidades
que tienen los componentes haciendo mover aquel con mayor densidad al fondo y el otro hacia arriba.
• Separador de líquidos:
Este tipo de destilación implica la vaporización instantánea de una parte de una mezcla liquida
ya sea mediante calor o reducción de presión.
Para lograr lo anterior se debe lograr que la mezcla a destilar se encuentre entre los puntos de rocío y de burbuja Si a esa mezcla se le deja alcanzar el equilibrio es posible separar la fracción vapor de la fracción liquida, lográndose así la concentración de los componentes más volátiles en la fase gaseosa y la de los más pesados en la fase liquida.
• Horno:
La regulación es siempre automática, para ajustar la potencia de calefacción a lo estrictamente necesario y mantener constante
la temperatura de trabajo programada
. Para controles especiales se instalan microprocesadores proporcionales de
tiempo-temperatura.
Las cargas se depositan en el interior de las muflas directamente o sobre bandejas especiales. Cuando los procesos de trabajo lo precisan, disponen de registros de entrada de aire y evacuación de gases, toma de muestras, seguridades antiexplosivas, etc. Para la integración de este equipo únicamente es preciso introducir la temperatura de salida de los reactivos que llegan al horno, proporcionado automáticamente el calor absorbido y la cantidad de combustible necesario.


El benceno tiene un gran número de usos como industriales, comerciales y científicos. Aproximadamente el 10% del benceno está en la gasolina.
Junto con otros elementos aromáticos el benceno es importante en la producción de químicos orgánicos, particularmente en el styrene. En el pasado el benceno era usado como un solvente, pero esto ha ido disminuyendo,
sin embargo es usado todavía como solvente en los laboratorios científicos, pinturas industriales, pegamentos pvc, adhesivos, remueve pinturas, también en la producción de pieles artificiales y en productos de caucho industrial.

Durante los últimos años el benceno ha sido remplazado por otros solventes orgánicos menos tóxicos, porque se sabe que el benceno tiene varios efectos perjudiciales para la salud, entre los que se destaca por su frecuencia la depresión de la médula ósea, que conduce a la anemia aplásica. Unos niveles muy altos de exposición hacen probable una elevada incidencia de estas enfermedades.
Está demostrado que el benceno tiene un efecto carcinógeno en el ser humano. Los estudios epidemiológicos realizados sobre trabajadores expuestos al benceno han demostrado la existencia de una
relación causal entre la exposición al benceno y la incidencia de leucemia mielogena.
Resta por aclarar si existe también una relación entre la exposición al benceno y la aparición de linfoma y mieloma múltiple,
El grupo de estudio era de la opinión de que los datos epidemiológicos nos permiten distinguir entre
a) un ligero aumento de la motilidad por leucemia
entre los
trabajadores expuestos a niveles bajos de benceno,
y b) una situación sin riesgo.

CONCLUSIÓN

El benceno es un compuesto de mucha importancia en el área de la química ya que de el surgen derivados de este mismo que generan los mejores disolventes para las gomas, ceras, azufre y fósforo, entre otras.

De lo mas importante de el benceno es su estructura atómica, que se compone de 6 átomos de carbono unidos a un átomo de hidrógeno, que por medio de uniones sencillas causa controversia entre químicos.

Antes era uno de los materiales mas utilizados en el mercado para solventes, últimamente se ha disminuido su uso por solventes mas orgánicos y menos dañinos para el ambiente, también es un solvente peligroso lo cual ha reducido su uso.

HIDRODESALQUILACIÓN DEL TOLUENO

Existen dos corrientes de alimentación: tolueno e hidrógeno.

Se mezclan formando una mezcla bifásica que se introduce en una etapa de calentamiento.

Las corrientes están a una presión elevada, por lo que se debe tener sensores de presión y válvulas de seguridad.

En el calentamiento se coloca un intercambiador de calor donde hay un precalientamiento y se evapora completamente.


DESTILACIÓN FRACCIONADA DE ALQUITRÁN

La “destilación fraccionada” es un proceso que consiste en calentar la materia prima hasta temperaturas altas.

A medida que aumenta la temperatura, los subproductos de esta sustancia cambian a estados menos densos, situándose en la zona más alta del recipiente que los contiene.

Al condensarse, cada subproducto va llenando las “fracciones” que posee el contenedor, obteniéndolos por separado.

El alquitrán de hulla es una mezcla de hidrocarburos, a medida que aumenta la energía calórica, se va descomponiendo en varias cadenas de pequeña, mediana y gran longitud.

* Punto de ebullición
: es la temperatura a la cual debe llegar un elemento o compuesto para pasar del estado líquido al estado gaseoso.

Cada sección del contenedor del mencionado proceso contiene sustancias que están ordenadas según su punto de ebullición.
El benceno se hallaría en la sección destinada a los combustibles, ya que su temperatura de ebullición es de 80°C.

El benceno no es un material fácil de fabricar y como visto anteriormente lleva a cabo muchos procesos los cuales pueden ser costosos y mas que nada tardados, por eso se han buscado otros compuestos mas accesibles.

Debido a que el benceno es conseguido mayor parte el petróleo ha generado que se deje de utilizar como compuesto principal para muchos procesos y materiales.
Procesos
Usos y aplicaciones
Cumeno
Etilbenceno
Ciclohexano
Nitrobenceno
Tienen serpentines con agentes enfriantes que condensarlos gases menos volátiles y los hacen líquidos

Un serpentín en una tubería larga larga enrollada que tiene mucha área de trasferencia
El separador de líquidos puede funcionar como un separador de gases inverso


Es decir si en el de gases con el serpentín frío condensas (conviertes en liquido) los gases; en el de líquidos calientas el serpentín y evaporas el liquido mas volátil primero
Full transcript