PRODUCCION DE ETILENGLICOL POR HIDRATACION DEL OXIDO DE ETILENO 

1.- OBJETIVOS:

Suministrar las herramientas   necesarias para   realizar   simulaciones de   procesos químicos, y proveer una experiencia de entrenamiento en el uso del software HYSYS. Mediante una simulación, demostrar los parámetros adecuados para la obtención de etilenglicol por la hidratación de óxido de etileno demostrado paso por paso. 

2.- MARCO TEORICO: 

El óxido de etileno es un gas inflamable de aroma más bien fuerte. Se disuelve fácilmente en agua,   es   una   sustancia   química   usada   principalmente   para   fabricar   glicol   de   etileno   (una sustancia química usada como anticongelante y poliéster). 

Una pequeña cantidad (menos de 1%) es usada para controlar insectos en ciertos productos agrícolas   almacenados,   y   una   cantidad  muy  pequeña   se  usa  en  hospitales   para   esterilizar equipo y abastecimientos médicos.

Óxido de etileno  General  Otros nombres: Epoxietano  Fórmula semidesarrollada: C2H4O  Propiedades físicas  Densidad: 899 kg/m3; 0,899 g/cm3  Masa molar: 44.05 g/mol  Punto de fusión: 161 K (-112 °C)  Punto de ebullición: 283,5 K (10 °C)  Propiedades químicas  Solubilidad en agua: Miscible  Riesgos  Inhalación: Irritación pulmonar, convulsiones. 

Etilenglicol y etilenglicoles superiores

El etilenglicol -generalmente designado simplemente glicol,es el   producto   derivado   del   óxido de etileno más importante. En la tabla al margen se resumen las producciones de etilenglicol de los países industriales más importantes. El etilenglicol se obtiene por adición de agua al óxido de etileno: 

C2H4O + H2O → HOCH2CH2OH

En el proceso industrial, el óxido de etileno se hace reaccionar con unas diez veces en exceso molar de agua en fase líquida a presión normal y 50-70ºC en presencia de un catalizador ácido 

(por ejemplo, 0,5-1,0% H2SO4 o a 140 hasta 230ºC y 20-40 bars sin catalizador. La obtención de etilenglicol tiene lugar casi exclusivamente en un reactor acoplado a la oxidación directa del etileno. La disolución acuosa resultante de glicol bruto se encuentra por evaporación hasta próximo el 70% y se fracciona por destilación en varias columnas de destilación al vació. A pesar del gran exceso de agua la selectividad en mono etilenglicoles solamente de un 90%. Al propio tiempo se obtiene un 9% de diglicol, un 1% de triglicol y etilenglicoles superiores.

Otra forma de obtención parte de la aportación directa de óxido de etileno a los etilenglicoles. Ordinariamente se realiza a 120-150ºCcon una ligera sobrepresión, frecuentemente en presencia de un catalizador alcalino. Al aumentar el peso molecular los polietilenglicoles se convierten en líquidos viscosos y, finalmente, en productos cerosos, pero continúan siendo solubles en agua. 

Posibilidades de desarrollo de la obtención de etilenglicol 

Los perfeccionamientos futuros para la obtención de etilenglicol tendrán que ocuparse de mejorar la oxidación del etileno y la hidratación del óxido de etileno. En primer lugar, están los trabajos de aumento de la selectividad en ambas etapas de reacción y la disminución del gasto de energía necesario para el aislamiento del glicol de las disoluciones acuosas diluidas. En el futuro, además, deben ganar importancia los procesos de hidratación oxidante directa del etileno eludiendo la formación del óxido de etileno. De todas formas los procesos de transformación del etileno en mono y diacetato de, a pesar de su muy alta selectividad de hasta 98%, conlleva la desventaja de las dos etapas, por la saponificación del acetato y la recuperación del acético: 

Aplicaciones del etilenglicol 

 El etilenglicol tiene dos campos de aplicación principales: como anticongelante del circuito de refrigeración de los motores y como diol para la obtención de poliésteres. El producto más importante, el tereftalato de polietileno (PET), se emplea principalmente para la fabricación de fibras, aunque también para láminas y resinas. La aplicación del etilenglicol en estos dos campos depende del país y es muy distinta. En los EE.UU., desde hace tiempo, más del 50%es para el sector de los anticongelantes (véase la tabla del margen).A causa de la tendencia hacia los motores pequeños y a la mayor duración de los intervalos entre cambio de anticongelante, disminuye la proporción hacia estos productos y se espera que en 1980se igualarán los consumos de etilenglicol para anticongelantes y para poliésteres. 

Agregamos la tabla de composiciones

Agregamos la tabla de materiales

ANALISIS DE RESULTADOS 

Usamos   el   programa   de   simulación   de   reacción   para   simular   la   producción   del 

etilenglicol siguiendo los pasos correctos. 

Se observó que en el programa existe una barra inferior,  la cual  indica si es que los 

valores puestos en el programa son correctos poniéndose de color verde. 

Se  tiene  que   tener  mucho   cuidado   al  momento   de   ingresar   los   valores   ya   que   el 

programa   puede   no   reconocer   la   reacción   y   no   dar   un   equipo   adecuado   en   la 

simulación. 

CONCLUSIONES: 

Es un ejemplo sencillo y prácticos en el cual podemos agregar un reciclo, intercambiador 

de calor y otros. 

Entendemos los sistemas de hidrocarburos con el fin de efectuar aplicaciones precisas y 

confiables en el uso del simulador de procesos HYSYS, que investigue diagramas de flujo 

y modele condiciones de procesos diferentes, con el objeto de optimizarlos con relativa 

facilidad.