[Escribir texto] ‘‘Año de la diversificación productiva y del fortalecimiento de la educación” Universidad Nacional del Callao “Producción de formaldehido a partir de gas natural” Curso: Ingeniería de Procesos I Profesor: Ing. Juan Medina Collana Integrantes: Arrascue Villaorduña, Elena Huaman Viera, Heidy Shuan Huanca, Sheyla Bellavista, Callao 2015 ÍNDICE I. INTRODUCCIÒN...........................................................................................3 II. OBJETIVOS...................................................................................................4 II.1. Objetivo general......................................................................................4 Analizar el proceso de obtención de formaldehido e interpretar los resultados obtenidos al usar el simulador Aspen HYSYS....................................4 II.2. Objetivos específicos..............................................................................4 Determinar los equipos propicios para la obtención tanto del metanol a partir del gas natural, como el formaldehido a partir de metanol.........................4 Identificar cual sería la conversión máxima que se puede obtener de formaldehido al final del proceso..........................................................................4 III. MARCO TEÒRICO.....................................................................................5 III.1. Composición del gas natural y su industria.............................................5 III.2. Petroquímica a partir del metano............................................................7 III.3. Productos Químicos a partir del metano.................................................7 III.4. Características del Metanol y sus aplicaciones......................................8 III.5. Aplicaciones del formaldehido...............................................................11 IV. DESCRIPCION DEL PROCESO..............................................................13 IV.1. Obtención de metanol a partir de gas natural....................................13 IV.2. Obtención de formaldehido a partir de metanol................................15 IV.2.1. Recepción y almacenamiento de materias primas.........................16 IV.2.2. Acondicionamiento de las materias primas....................................16 IV.2.3. Reacción.........................................................................................17 IV.2.4. Enfriamiento....................................................................................17 IV.2.5. Acondicionamiento del producto....................................................17 IV.2.6. Almacenamiento del producto........................................................18 V. SOFTWARE DE SIMULACIÓN: HYSYS.....................................................19 V.1. Descripción............................................................................................19 V.2. Relación con la simulación de procesos...............................................19 V.6. Simulación del proceso.........................................................................22 V.7. Balances por equipo..............................................................................22 VI. I. CONCLUSION..........................................................................................24 INTRODUCCIÒN 2 la menor cantidad de impurezas y sustancias que son inertes o venenos para los catalizadores. la capacidad calorífica del combustible (el gas natural posee más poder calorífico que el petróleo.En la actualidad el uso de combustibles fósiles está totalmente extendido por el planeta. la facilidad de almacenamiento y transporte. por lo que se opta por el gas natural en este caso. y por la facilidad de transporte (en gaseoductos o en barcos metaneros). siendo el proceso y la producción a partir de gas natural mucho más sencilla. por lo que en estos casos se usa el crudo para producir estos productos. y este a su vez mas que el carbón y la madera). Así. la disponibilidad. después fue el carbón. etc. y ya en el siglo XX y XXI el uso del gas natural se extendió. siendo las sustancias más importantes empleadas en la industria química (y en otra serie de industrias y aplicaciones). OBJETIVOS 3 . principalmente. sino por ser el más respetuoso con el Medio Ambiente. etc. II. A lo largo de la historia se han ido usando diferentes tipos de combustibles: primero fue la madera. Pero existen otras razones muy importantes que han hecho que varíe el uso de los combustibles. por estar más distribuido que el petróleo por el mundo y por la cantidad de reservas (aunque es menos abundante y esta menos distribuido por el planeta que el carbón). En cambio existen otros productos en los que la obtención a partir de petróleo es dificultosa. uno de los combustibles más usados en la actualidad es el gas natural. como son el respeto al Medio Ambiente. políticas. ya no solo por poseer el mayor índice de poder calorífico. además de que posee otras ventajas ya citadas como son el respeto al Medio Ambiente. para en el siglo XIX empezar a usar petróleo. Del gas natural se pueden obtener casi los mismos productos que con la industria del petróleo (mediante reformado o craqueo). El proceso de obtención de formaldehido es uno de estos procesos en los que es más sencillo el uso de gas natural. pero gran parte de ellos se obtienen con mayor dificultad a partir de gas natural que a partir de petróleo. consideraciones técnicas. el buen suministro de este mediante gaseoductos. La principal razón del cambio de un combustible a otro son. 2. como el formaldehido a partir de metanol. Objetivos específicos Determinar los equipos propicios para la obtención tanto del metanol a partir del gas natural. Objetivo general Analizar el proceso de obtención de formaldehido e interpretar los resultados obtenidos al usar el simulador Aspen HYSYS. Identificar cual sería la conversión máxima que se puede obtener de formaldehido al final del proceso. MARCO TEÒRICO III.1.II. cuando en el yacimiento aparece acompañado de petróleo. o gas natural "no asociado" 4 . II. III. Composición del gas natural y su industria El gas natural se puede encontrar en forma "asociado".1. Entre las industrias que usan gas natural para la obtención de diferentes sustancias se pueden nombrar la fabricación de acetileno. Finalmente se eliminan los líquidos del gas natural por absorción o absorción criogénica. vapor de agua etc. el sector residencial y de transporte. se presuriza y se le adiciona mercaptanos. metanol. procesos controlados y combustibles de alta confiabilidad y eficiencia. es fácilmente detectable dicha avería. etc. la generación eléctrica. amoniaco. 5 . pentano y pequeñas proporciones de gases inertes como dióxido de carbono y nitrógeno. y en proporciones menores etano. Los mercaptanos son compuestos de azufre con un olor característico que se le añaden al gas natural debido a que este carece de olor. butano. que hacen necesaria su eliminación previa a su transporte y su distribución. etileno. con predominio del metano. el primer proceso al que se lleva a cabo con el gas natural posteriormente a su extracción es la eliminación de condensados y restos del petróleo mediante sistemas LTX (“Low Temperature Separator”) o mediante una separación sencilla por despresurización. evitando así males mayores. hidrogeno. presenta grandes ventajas en procesos industriales que exigen ambientes limpios. La composición del gas varía según el yacimiento. propano. y después se elimina el agua mediante deshidratación con glicoles o por deshidratación con sólidos desecantes. Dichos mercaptanos se eliminan antes de entrar en la planta. por sobre el 90%. CUADRO I: COMPOSICION DEL GAS NATURAL EN EL PERU Así. urea. Así. formaldehido. el comercio. acido acético. oxígeno. dimetileter. El gas natural tiene diversas aplicaciones en la industria. También se encuentran impurezas como son el helio.cuando está acompañado únicamente por pequeñas cantidades de otros hidrocarburos o gases. La composición del gas natural de Camisea (CUADRO 1) incluye variedad de hidrocarburos gaseosos. en caso de fugas o escapes. Posteriormente se elimina el azufre y el CO2 mediante tratamiento con aminas. Ya listo el gas natural para su transporte o distribución. 2. Muy pocos productos químicos pueden producirse directamente a partir del metano bajo condiciones muy severas. Petroquímica a partir del metano El metano es un hidrocarburo parafínico de un solo carbono que no es reactivo bajo condiciones normales.CUADRO II: APLICACIONES DEL FORMALDEHIDO Fuente: (Guerrero. Clorinación del metano: a partir de iniciación térmica o fotoquímica. 6 . 2008) III. Productos Químicos a partir del metano Metano Gas de Síntesis (CO/H2) Ácido cianhídrico Disulfuro de carbono Clorometanos Gas de síntesis H2 → Amoniaco CO/H2 → Metanol Destilados medios (GTL) Glicoles de etileno Aldehídos / Alcoholes Oxo III. Oxidación: con una limitada cantidad de oxígeno o vapor para formar una mezcla conocida como “gas de síntesis”. Características del Metanol y sus aplicaciones El Metanol es un líquido incoloro. III. Es miscible en agua. Es un líquido altamente venenoso y nocivo para la salud.4. cetonas y muchos otros 7 . volátil e inflamable con un ligero olor alcohólico en estado puro.3. alcoholes. esteres. Ambos productos son los precursores de una variedad de productos petroquímicos. El gas de síntesis es un precursor de dos productos químicos muy importantes: metanol y amoniaco. Grado AA es el más puro usado en aplicaciones químicas.solventes. El Metanol también se usa como un agente de absorción en depuradores de gas para remover. se puede utilizar en la producción de biodiesel. particularmente benceno e hidrocarburos aromáticos policíclicos y compuestos sulfurados. Una gran cantidad de Metanol se usa como solvente. como sustrato en la producción de fermentación de proteína animal. dióxido de carbono y sulfuro de hidrogeno. como hidrato inhibidor en el 8 . El Metanol es un sustituto potencial del petróleo. y compuestos para limpiar parabrisas de automóviles. acetaldehído. por ejemplo. Grado A es el metanol usado como solvente. El Metanol también se usa en la denitrificación de aguas de desecho. El Metanol tiene una gran variedad de aplicaciones industriales. Asimismo. ácido acético. y como anticongelante en circuitos de calentamiento y enfriamiento. Su uso más frecuente es como materia prima para la producción de metil t-butil éter (MTBE). limpiadores para carburadores. El Metanol tiene mayor potencial de uso respecto a otros combustibles convencionales debido a que con esta sustancia se forma menor cantidad de ozono. Las principales impurezas que se pueden encontrar en el Metanol corresponden a sustancias como acetona. También se usa en la producción de formaldehído. Sin embargo. pinturas de pared. menores emisiones de contaminantes. dimetil tereftalato y como solvente o anticongelante en pinturas en aerosol. El Metanol se usa en sistemas de refrigeración. además. en la aplicación de tratamientos para aguas residuales. forma muchas mezclas azeotrópicas binarias. El Metanol puro no se usa comúnmente como solvente. El Metanol se adiciona al gas natural en las estaciones de bombeo de las tuberías para prevenir la formación de hidratos de gas a bajas temperaturas y se puede reciclar después de que se remueve del agua. su uso como anticongelante en motores ha disminuido drásticamente gracias al uso de productos derivados del glicol. pero se incluye en mezclas solventes. El Metanol está disponible comercialmente en varios grados de pureza: Grado C es el alcohol de madera usado. por ejemplo en plantas de etileno. que es un aditivo para gasolina. Se puede usar directamente como combustible reemplazando la gasolina en las mezclas gasolina-diesel. cloro metanos. metilaminas. ácido acético y agua. además presenta bajas emisiones de vapor. metacrilato de metilo. Es poco soluble en grasas y aceites. Es producido a partir del Metanol y monóxido de carbono. metacrilamida sulfónica y bisulfato de amonio. en orden de importancia: Formaldehído Es el producto de mayor consumo de Metanol del mundo. A continuación se detallan algunos usos como químico intermedio. mejoradores octánicos para naftas y combustibles ecológicos a base de metanol (DM85). Es producido a partir de Metanol. En este campo.gas natural. El 26% del consumo mundial de Metanol se destina a éter metil tert-butílico (MTBE). Existe un potencial utilización en fuel cells como fuente de hidrógeno (en desarrollo). Las principales aplicaciones en este campo son la síntesis de MTBE. Metil Metacrilato Representa el 3% del consumo mundial de Metanol. las aplicaciones principales son las resinas de urea-formaldehído y fenol-formaldehído que se utilizan especialmente en la industria maderera . Se utiliza principalmente para la producción de resinas acrílicas y latex acrílicos para la industria automotriz y de la construcción. y en la Metanólisis de tereftalato de polietileno de desechos plásticos reciclados. Combustibles Es el segundo uso en importancia detrás del formaldehído. MTO – Methanol to Olefines Las compañías UOP e HYDRO de Noruega han utilizado al metanol en estos últimos años. Se utiliza principalmente para la producción de vinilacetato. materia prima para resinas. el 33% de la producción mundial se destina a la producción de formaldehído. desde 1997. como materia prima para la producción de olefinas 9 . anhídrido acético y ésteres acéticos que se usan para la fabricación de celulosa acética y pinturas. Ácido acético Representa el 7% del consumo mundial de Metanol. Adicionalmente en los últimos años se ha utilizado el metanol para la producción de Olefinas y propileno. Los principales derivados del propileno son: polipropileno. debido a la baja producción de parafinas.tales como el etileno y el propileno. acrilonitrilo. cumeno y acido acrílico. - El uso directo del etileno y propileno en la industria debido a su gran pureza (98%).5. Hasta un 60% del consumo de propileno en todo el mundo es necesario para producir polipropileno. III.5 a 0. Aplicaciones del formaldehido El formaldehido en sí mismo no tiene aplicaciones. comparada con el steam cracking. oxa-alcoholes. Este proceso tiene en si ventajas tales como: - Valor excepcional para la conversión directa del metanol a polímeros de alto grado de etileno y propileno. el cual no requiere separadores de etano / etileno o butano / butileno. oxido de propileno. - Producción limitada de coproductos. aunque solo se usa un 1% del 10 . a través de su proceso MTO (Methanol to Olefins – Metanol a Olefinas). el cual da como resultado una sección de recuperación sencilla. - Flexibilidad de cambiar la razón etileno / propileno de 1. - Una fácil integración si existe un craqueador de nafta. el cual tiene una tasa de crecimiento anual de 5 a 6 %. excepto la de conservante de tejidos (en medicina se usa ampliamente.75 MTP – Methanol to Propylene Hasta la fecha Lurgi es la única empresa que ha desarrollado la producción de propileno a partir de metanol. siendo la aplicación principal la destinada a la industria maderera (para la obtención de madera terciada).Además. farmacéutica. del corcho. maderera y de adhesivos. del corcho. medicinas. pero su distribución es menor que las dos anteriores. Resinas urea-formol: estas resinas se suelen usar como elementos de moldeo. Así aglutinan las cadenas de celulosa para la formación de papel. desinfectantes. como son la obtención de resinas. Resinas fenol-formol: estas resinas también se suelen usar como elementos de moldeo. asi los tres tipos básicos de resinas son las resinas urea-formol.formaldehido producido mundialmente para dicho propósito). El empleo de dichas resinas presenta numerosas ventajas: . Resinas melanina-formol: estas resinas se suelen usar también como elementos de moldeo. aumentando así la rentabilidad de las empresas madereras. papelera. fertilizantes. . las resinas fenol-formol y las resinas melanina-formol. las laminas de madera para formar laminados y trozos de corcho para obtener corchos de diferentes formas y volúmenes. etc. y por industrias. Así. 11 . al aprovechar dichos componentes. maderera. sino que se reutilizan. Además se usa en la industria eléctrica y electrónica. adhesivos. etc. se reducen los efectos ambientales (no se llevan a vertedero. actúan como adhesivos). de fertilizantes. posee muchas aplicaciones en cuanto a elaboración de otros productos que si son útiles. También se suele usar en la industria papelera y del corcho. que es uno de las principales medidas de conservación del Medio Ambiente). jabones y detergentes. Las resinas son polímeros termoestables (son duros y rígidos. el formaldehido que se obtiene en la planta puede ser usado en multitud de aplicaciones. La principal aplicación del formaldehido es la obtención de resinas que se usan ampliamente en la industria papelera. Las resinas se nombran a partir de las sustancias de las que parten.Se usa unos componentes que antes se desechaban (virutas de madera). siendo la aplicación principal la destinada a la industria maderera (para la obtención de madera laminada). las partículas de madera para formar conglomerados. En cambio. eléctrica y electrónica. Dichas resinas tiene como uso principal el ser aglutinantes de partículas o porciones de material (es decir. cosmética. vacunas. en la industria textil y del cuero. pero no se pueden volver a moldear usando un aumento de la temperatura) que se producen por la reacción directa del formaldehido con otra sustancia. Asi la parte a la vista suele ser de madera maciza. en la fabricación de fertilizantes. en la industria textil (en la fabricación de ropa interior). en la industria textil para la obtención de ropa que no se arruga. Obtención de metanol a partir de gas natural 12 .Se reduce el precio de la madera y derivados (mobiliario. pero gran parte del mobiliario combina ambas maderas. en la obtención de papel fotográfico. etc. parque y similares.1. Para esta finalidad se puede usar puro (aunque no es lo más habitual) o mediante sustancias derivadas de este. en actividades agrícolas y ganaderas. etc.) para la gente de a pie. como conservante de la madera y el cuero. accesorios del hogar. .) es de conglomerado y laminado al poseer prácticamente las mismas propiedades y ser más barato). armazón de camas. se pueden usar ahora perfectamente debido a que las resinas. etc. y la parte oculta (mecanismos de abertura de mesas plegables. Además de la obtención de resinas. provocando un aumento de las ventas y del comercio. etc. aumentan la resistencia mecánica). bactericida y fungicida. Además de estas aplicaciones se usa en vacunas (de la difteria. etc. el chopo. etc. en la obtención de placas de rayos X. como son en la sanidad (mascarillas. guantes. Debido a esta característica se usa ampliamente como desinfectante en diferentes campos. además de actuar como aglutinantes.. . DESCRIPCION DEL PROCESO IV. en la obtención de plásticos para la industria electrónica y para la industria automovilística. IV. Existen muchos muebles que usan solo un tipo de madera.).La calidad de la madera se unifica y se refuerza (maderas blandas como el abedul. la cantidad de arboles a talar se reduce para obtener la misma cantidad de objetos de madera (las maderas macizas se suelen comercializar más caras que las maderas laminadas o conglomeradas. de la poliomielitis y de la gripe). en la industria de moneda y timbre para la obtención de billetes.Al aprovechar las virutas. otra aplicación importante del formaldehido es como desinfectante. Debido a que el CO 2 es perjudicial para procesos posteriores. después de ser acondicionados. En dicho reactor circula por la carcasa los gases calientes. La reacción del agua y el gas natural. la corriente gaseosa para por una membrana donde se dividirá el CO y el H2. siendo el producto de esta reacción el CO 2 y el hidrogeno. y dicha mezcla se comprime y se calienta hasta unas condiciones adecuadas para que dichas sustancias reaccionen formando gas de síntesis (CO y H2). se produce una recirculación parcial de dicha corriente. además de no ser completa. y la parte gaseosa de la corriente será recirculada otra vez al reactor. Las corrientes de CO e H 2 se mezclan en una determinada proporción y se acondicionan para entrar en un reactor donde se producirá la conversión de ambos en metanol. Dichos gases se producen al llevarse a cabo la combustión del gas natural con el aire atmosférico. Posteriormente. Los gases producidos en la combustión. Ambas corrientes se enviarán a depósitos esféricos donde se almacenaran. y la mayor parte de ella se enfría y acondiciona para llegar a un absorbedor. y parte se comercializara. y por los tubos reacciona la mezcla de agua y gas natural.El proceso se inicia con el suministro de gas natural que es mezclado con vapor de agua. comercializándose parte del hidrogeno almacenado debido a que se encuentra en exceso con respecto al CO para la consecución de la siguiente reacción. Para ello se usa una columna de absorción donde la corriente de salida del reactor se pondrá en contracorriente con una corriente de agua con sosa. se emiten a la atmosfera. Dicha corriente liquida será la responsable de la captación del CO 2. donde se obtendrá el formaldehido. El metanol se almacenará en depósitos. al ser endotérmica. pero otra parte será enviada al segundo proceso. Dicha corriente de metanol se enfriara y se pasara por un condensador donde el metanol condensara saliendo como liquido del proceso. se debe eliminar. FIGURA I: PROCESO DE OBTENCION DE METANOL A PARTIR DE GAS NATURAL 13 . Para dicha reacción. posee una reacción paralela no deseada. se necesita un aporte de calor continuo. por lo que existe un generador de gases calientes (alimentado con gas natural) que envía dichos gases a la carcasa del reactor para su calefacción. Posteriormente al paso de la mezcla por el reactor. Obtención de formaldehido a partir de metanol El metanol que se destina a la producción de formaldehido se mezcla con el aire atmosférico y se calentara para alimentar un reactor donde el metanol y el 14 .2.IV. pero en contacto con el agua reacciona formando metilenglicol. donde la corriente gaseosa de salida del reactor se pone en contacto en contracorriente con una corriente liquida formada por agua y formaldehido disuelto. Dicha corriente liquida será la responsable de captar el formaldehido gaseoso. La corriente gaseosa de salida del absorbedor será enviada a antorcha. Finalmente. Dicha corriente de salida del reactor se enfriara y se mandara a un absorbedor. una columna de absorción y un 15 . Después de haber sido captado el formaldehido por la corriente liquida. Se puede ver que el proceso consta de 4 intercambiadores de calor. donde se le adicionará agua a la disolución para alcanzar la concentración deseada de formaldehido en agua. dicha corriente se enfría (la reacción entre agua y formaldehido es exotérmica) y se recircula parcialmente al absorbedor.oxigeno del aire reaccionaran obteniéndose formaldehido. La parte de la corriente no recirculada se enviara a un mezclador con agitación. se mezcla con agua fresca previamente a su entrada al absorbedor. la mezcla de agua y formaldehido se envía a unos depósitos de almacenamiento para su posterior distribución y venta. un reactor. FIGURA II: PROCESO DE OBTENCION DE FORMALDEHIDO A PARTIR DE METANOL El diagrama de flujo simplificado de la planta que se va a diseñar se puede observar en la siguiente figura. que es un compuesto muy soluble en agua. Esa corriente que se va a recircular. El formaldehido es un gas a temperatura ambiente. Por ello se usa la columna de absorción. FIGURA III: DIAGRAMA DE FLUJO GENERAL DEL PROCESO IV. etc. Allí se evaporara todo el metanol y la mezcla resultante pasara de 298 K a conseguir una temperatura de 544. la mezcla de aire y metanol pasara por otro intercambiador de calor. existiendo otros equipos auxiliares como bombas.07 K gracias al calor cedido por una corriente caliente. el IC-02. Recepción y almacenamiento de materias primas El metanol de alimentación estará suministrado por el proceso anterior y la impulsión de este metanol se realizara mediante la bomba B-04. El equipo que se encargará de su impulsión es el soplante V-03. aunque existirá un filtro que elimine las partículas para evitar impurezas e incrustaciones en los equipos. Posteriormente. IV.la cual le dará la presión necesaria.2.mezclador como equipos más importantes.1. 16 . Acondicionamiento de las materias primas Las corrientes de aire atmosférico y metanol de alimentación se mezclaran (la proporción entre ambas corrientes es 3:1 de oxigeno frente a metanol.2. que es la corriente de salida del reactor R-01. Para que dicha corriente alcance esta temperatura se usara como fluido calefactor un vapor proveniente del proceso anterior cuya temperatura de entrada son 610 K. por lo que se deberá introducir mucho aire al poseer el aire una proporción en oxigeno del 21%) y aumentaran su temperatura en el intercambiador de calor IC-01. para ajustar la temperatura hasta los 570 K. El aire de alimentación será recogido directamente de la atmósfera.2. depósitos. Enfriamiento La corriente de salida del reactor será impulsada por el ventilador V-02 al intercambiador IC-01 donde se enfriará gracias a transferir calor al fluido frio compuesto por aire y metanol (el que se comento anteriormente). sigue siendo en su mayor parte gas) entra al absorbedor A01 por su parte inferior. se refrigerará el reactor multitubular mediante agua de la misma planta. será impulsada por el ventilador V-01 hacia la entrada del reactor R-01. Después de salir la corriente del intercambiador IC-03 será enviada a la entrada del absorbedor A-01. al igual que todo el metanol y el agua. y la temperatura de dicha corriente será de 350 K. en su mayoría nitrógeno y oxigeno.2. La presión de trabajo del reactor es de 1.95 atm. Esta agua entra a 298 K y abandona la carcasa del reactor a 393 K en estado vapor y una presión de 1.2. saldrán por la parte superior de la columna. IV. Debido a que la reacción es bastante exotérmica. Los gases resultantes. y la corriente de salida de este se evacuara por la parte inferior. e irán a una antorcha donde se procederá a su combustión. que previamente se le habrá realizado diversos tratamientos para evitar incrustaciones. la cual entrara en la carcasa a 298 K. Allí el agua que posee a corriente de salida del reactor se condensará. La conversión del metanol en el reactor es del 98%. donde se pone en contacto con una corriente liquida formada fundamentalmente por agua y formaldehido. operando el reactor en condiciones isotérmicas. para que la operación del reactor sea lo más cercana a una operación isotérmica.Después de salir la corriente del intercambiador IC-02. Reacción La corriente de mezcla de metanol y aire a 570 K entra al reactor por la parte superior. por lo que se usara solo una válvula de alivio debido a las condiciones de presión bastante suaves. IV. Al alcanzar esta temperatura el metanol que contiene dicha corriente condensa. Este contacto hace que el formaldehido pase a esta corriente liquida. 17 . Acondicionamiento del producto La corriente gaseosa (aunque hayan condensado parte de la corriente. Posteriormente.2.5. IV.4.3. la corriente de salida del reactor pasara al intercambiador de calor IC-03 donde se volverá a enfriar otra vez hasta una temperatura de 310 K. Para que esta corriente alcance dicha temperatura se usará agua de la planta. con diversos tratamientos para evitar incrustaciones. como el agua y el metanol.25 atm. el agua y el formaldehido. cuanto del formaldehido de entrada recoge) se ha fijado en un 99. La efectividad de esta columna (es decir. y estará fabricada de acero Carpenter 20 Mo-6. se ha producido una recirculación parcial de la corriente liquida de absorbedor A-01). del cual será enviado mediante otra serie de bombas a depósitos de almacenamiento. El propósito del depósito “Rundown” es la realización de pruebas de calidad del producto antes de acumularlo en los depósitos de almacenamiento final.95%. con diversos tratamientos para evitar incrustaciones. IV. y posteriormente será introducida al absorbedor A01 como la corriente liquida de entrada a este (es decir. y será transportado al intercambiador de calor IC-04.38 K hasta los 310 K. Este intercambiador existe debido a que la absorción química del formaldehido en el agua es una reacción exotérmica. la corriente liquida con formaldehido. En este mezclador. El líquido que va cayendo por la columna será recogido en la parte inferior de esta. SOFTWARE DE SIMULACIÓN: HYSYS V.1. la primera de ellas será impulsada por la bomba B-01 a la parte alta de la columna de absorción donde será mezclada con una corriente de agua.La corriente liquida de alimentación entrara por la parte superior de esta columna e ira descendiendo por gravedad absorbiendo el metanol.2. Almacenamiento del producto La corriente de salida del mezclador M-01 será impulsada mediante la bomba B-03 a un depósito “Rundown”. La segunda corriente será impulsada por la bomba B-02 al mezclador M-01. V. Dicho intercambiador poseerá como liquido refrigerante agua de la misma planta. Descripción 18 . la cual entrara a la carcasa del intercambiador a 298 K. por lo que se necesitara disminuir la temperatura de esta corriente de los 350. La columna es una columna de relleno de anillos Raschig de una pulgada. agua y metanol será bifurcada en dos al 50%.6. la segunda corriente bifurcada se mezclara con agua en la proporción necesaria para alcanzar la concentración requerida del producto (37% en peso de formaldehido en agua). Después de haberse enfriado. balances de materia y energía preliminares. farmacéuticos. por ejemplo. HYSYS es un software. probando varias configuraciones del sistema para optimizarlo. conversiones. temperaturas y presiones. el número de moles. diámetro de la carcasa y número de platos de una columna de destilación no puede ser calculado por HYSYS. entre otros. Un diagrama básico del bloques del proceso.3. equilibrios líquido-vapor y la simulación de muchos equipos de Ingeniería Química. utilizado para simular procesos en estado estacionario y dinámico. permite usar o crear al operador modelos. es una herramienta que proporciona una simulación de un sistema que se describe con anterioridad. V. V. Herramientas de trabajo Base de Datos 19 . Este simulador en los últimos años ha sido utilizado. lo cual incluye las condiciones principales de operación. Posee herramientas que nos permite estimar propiedades físicas. alimenticios. En la actualidad todos los ingenieros deben estar capacitados para poder producir y diseñar un sistema y que mejor manera que con la ayuda de un software para poder encontrar valores que posiblemente nos servirán en un futuro cálculo para el aporte de un proyecto de trabajo. balance de materia y energía.2. procesos químicos.El Hysys es una herramienta informática que nos va a permitir diseñar o modelar procesos químicos mediante la ayuda de un software. Hysys puede emplearse como herramienta de diseño. lo cual incluye como está conformado estequeométricamente la reacción. Para que el programa realice los cálculos hay que proporcionarle la información mínima necesaria que generalmente es los datos de operación como flujos. Los parámetros de diseño como número de tubos de un intercambiador de calor. el programa corrige cierta los cálculos de forma automática. Relación con la simulación de procesos Para poder utilizar el Hysys se necesita aplicar una ingeniería básica del proceso para lo cual se necesita: Documentos que describan la secuencia de las operaciones que conforman el proceso. Este software posee una base de datos con información de utilidad para muchos cálculos que este programa realiza de forma rápida. Un diagrama entrada – salida. información de rendimientos. HYSYS en su amplia base de datos contiene lo siguiente: Más de 1500 componentes sólidos. azeotrópica Columnas de Extracción Reactores Continuos y Batch Compresores Turbinas Bombas Intercambiadores de Calor Separador Mezcladores Controladores Tuberías Válvulas de Bloqueo y Control Hysys es una herramienta que proporciona una simulación de un sistema que se describe con anterioridad conociendo previamente todos los parámetros de diseño. teniendo en cuenta que los resultados de una simulación no son siempre fiables y estos se deben analizar críticamente. ya que estos no son calculados por el simulador. Electrolitos Base de Crudo: Contiene propiedades experimentales. probando varias configuraciones del sistema para optimizarlo. de muchos crudos a partir de datos Caracterización de Fracciones del Petróleo Correlaciones específicas para fracciones livianas y pesadas. Modelos de interconversión de curvas de destilación. líquidos y gaseosos. Igualmente hay que tener en cuenta que los 20 . Las propiedades fisicoquímicas de las sustancias puras Parámetros de Interacción binaria para el cálculo del coeficiente de actividad. Operaciones Unitarias HYSYS posee una integración gráfica que permite modelar más de 40 diferentes operaciones unitarias: Acumuladores Flash Columnas de Destilación. Hysys puede emplearse como herramienta de diseño. Simulación del proceso 21 . Relación no lineal entre variables Reactor de Mezcla Completa Reactor Flujo Pistón Reactor Catalítico Heterogéneo. Mezcla y Fraccionamiento. Simular Reactores. Ajuste de Variables. ya que dependen de la calidad de los datos que ingresemos al programa.resultados dependen de la calidad de datos de entrada y la fuente de la misma. Columna de Destilación Simplificada. ya que no todos los paquetes pueden ser utilizados con los diferentes tipos de fluidos. se puede encontrar: Nos ayuda a examinar varias configuraciones de una planta. Utilidades El programa nos permite: Utilizar Modelos Termodinámicos. utilizar reactores de Conversión. V. V. Separación de Fases. Componentes y Propiedades Paquete Fluido Corrientes y Mezclas Propiedades de Mezclas Simular Unidades de Proceso Corrientes: División. Compresión en tres etapas. Ventajas del software Entre las principales ventajas que nos brinda el programa. Procesos con Reciclo.5. los paquetes son específicos para algunos tipos de fluidos. Disminuye el tiempo de diseño de una planta Nos permite mejorar el diseño de un planta Determina las condiciones óptimas del proceso Sin embargo no toda la información que nos da este programa es fiable. Simular Procesos con Corrientes de Recirculación. Una de las condiciones también que hay que tomar en cuenta es la selección del paquete fluido con que estamos trabajando. Establecer balances de Materia y Calor Simular Columnas de Destilación y Absorción.6. Columna Despojadora V. Ciclo de Refrigeración.4. Separador de Tres Fases. 7.V. Balances por equipo 22 . Además usamos un intercambiador de calor para condensar la mezcla y una columna de destilación flash. La conversión obtenida en este proceso es de 29.4% lo cual es óptimo ya que el formaldehido comercial es de 30%. posteriormente pasa a un compresor. reactor para obtener el formaldehido. mezclador y para convertir de metano a metanol usamos un reactor. una columna de absorción donde obtenemos un metanol impuro. 23 . CONCLUSION Los equipos usados en este proceso son: el reactor de conversión y una serie de reactores en equilibrio para tener una mayor conversión del gas a metano.VI. lo cual nos indica que nuestra simulación se realizó de manera adecuada. un absorbedor y un purificador. Tesis para optar el título profesional de Ingeniero Petroquímico. 2010.. 2008..BIBLIOGRAFÍA Tinoco Rivas M.”Oxidación selectiva del metano hasta formaldehido”. “Simulación del proceso de obtención de metanol con el objetivo de industrializar el gas natural en el Perú”. Proyecto de fin de carrera de Ingeniería Química. Universidad Nacional de Colombia. Guerrero Fajardo C. Parte2: Diseño del proceso de obtención de formaldehido a partir de metanol”. Tesis de Doctorado en Ingeniería Química. Universidad de Cádiz. Facultad de Ingeniería de Petróleo. Gas Natural y Petroquímica. 2010. Universidad Nacional de Ingeniería. 24 . “Diseño de una planta de producción de formaldehido. Ibarra Vásquez G. Facultad de Ingeniería..