Projecte final de grau Planta de producció d’Anhídrid Ftàlic · 2018. 6. 7. · Projecte de...

2018

Bellatera,Febrerde2018

Tutora:MªEugeniaSuárezOjedaCarmenGarciaNavasEmmaJohanaMesaQuiñonesVictorRuizGuijarroKarenVelertCastro

Plantadeproducciód’AnhídridFtàlic

Projectefinaldegrau

2018

Bellatera,Febrerde2018

EspecificacionsdelProjecte

Capítol1

Capítol1.Especificacionsdelprojecte

Página1de49

ÍNDEX

1.1. Definiciódelprojecte......................................................................................................31.1.1. Basesdelprojecte....................................................................................................................................31.1.2. Abastdelprojecte.....................................................................................................................................31.1.3. Abreviacions...............................................................................................................................................3

1.2. Compostosqueintervenen...........................................................................................51.2.1. Matèriesprimeres....................................................................................................................................51.2.2. Catalitzador.................................................................................................................................................61.2.2.1. Unagranvarietatdecatalitzadors...........................................................................................71.2.2.2.Elcatalitzadorescollit.......................................................................................................................8

1.2.3. Producted’interès....................................................................................................................................81.2.4. Subproductes.............................................................................................................................................91.2.4.1.CO2iCO..................................................................................................................................................91.2.4.2.Orto-tolualdehid.............................................................................................................................101.2.4.3.Ftalida..................................................................................................................................................111.2.4.4.Anhídridmaleic.................................................................................................................................111.2.4.5.Àcidbenzoic........................................................................................................................................12

1.3. Localitzaciógeogràfica................................................................................................131.3.1. Paràmetresd’edificació......................................................................................................................131.3.2. Comunicacionsiaccessibilitatdelaplanta................................................................................151.3.3. Característiquesdelazona...............................................................................................................18

1.4. Processosdeproducció..............................................................................................201.4.1. ProcésBASF.............................................................................................................................................201.4.2. ProcésRhône-Progil.............................................................................................................................22

1.5. Descripciódelprocésdeproducció........................................................................231.5.1. Introducció...............................................................................................................................................231.5.2. Procésseleccionat.................................................................................................................................241.5.3. Diagramadeblocs.................................................................................................................................271.5.4. Diagramadeprocés..............................................................................................................................29

1.6. Constituciódelaplanta...............................................................................................311.6.1. Descripciódelaplanta........................................................................................................................311.6.2. Distribucióperàrees...........................................................................................................................31

1.7. Serveisdisponibles.......................................................................................................361.7.1. Energiaelèctrica....................................................................................................................................371.7.2. Gasnatural...............................................................................................................................................371.7.3. Nitrogen.....................................................................................................................................................38


Página2de49

1.7.4. Airecomprimit.......................................................................................................................................381.7.5. Aiguadexarxa........................................................................................................................................381.7.6. Aiguadescalcificada.............................................................................................................................391.7.7. Torrederefrigeració...........................................................................................................................40

1.8. Programaciótemporalimuntatgedelaplanta..................................................41

1.9. Balançdematèria.........................................................................................................43

1.10. Bibliografia...................................................................................................................49


Página3de49

1.1. DefiniciódelprojecteProjectededissenyd’unaplantadefabricaciód’AnhídridFtàlicrealitzatperl’empresaANPHAS.A.

1.1.1. BasesdelprojecteL’objectiu principal del present projecte és el disseny d’una planta química queprodueix 30.000 tones a l’any d’anhídrid ftàlic (C6H4(CO)2O) a partir de l’oxidaciód’orto-xilè (C6H4(CH3)2)ambaire (O2)conjuntamentamb l’estudi i laviabilitatde lasevaconstrucció.

1.1.2. AbastdelprojectePerdura terme la realitzaciódelpresentprojecte,haestatnecessària la realitzaciódelssegüentspunts:

-Dissenyiespecificacionsdelesunitatsdereacció,tractamentipurificaciódel’anhídridftàlic.-Disseny i especificacions de les unitats d’emmagatzematge de matèriesprimeresiproductes.-Dissenyiespecificacionsdelsistemad’instrumentacióicontrol.-Especificacionsdeseguretatihigienedelaplanta.-Dissenyiespecificacionsdelesunitatsdeserveis.-Estudimediambiental.Dissenydeltractamentd’emissionsiresidusgenerats.-Avaluacióeconòmica.Estudidelaviabilitatdelaplanta.-Especificacionsdelaposadaenmarxa,paradaioperaciódelaplanta-Elaboraciódeplànols,P&IDidiagramesd’implementació.

1.1.3. AbreviacionsAl llargdelprojecte s’ha treballatambunanomenclaturaprèviamentestablertapertald’anomenaràrees,equips,productesireactiusdemaneraméssimplificada.Alestaulessegüentsestrobendetalladeslesabreviacionsemprades:


Página4de49

Taula1.1.1Codidelesdiferentsàreesdelaplantaipetitadescripció.

NOMDEL’ÀREA CODIEmmagatzematgedematèriesprimeres A-100

Reacció A-200Condensació A-300Purificació A-400

Emmagatzematgedeproductesfinals A-500Serveis A-600

Tractamentd’emissions A-700Càrrega/descàrrega A-800

Oficines,vestuaris,laboratorisisaladecontrol A-900

Taula1.1.2Codidelesdiferentsàreesdelaplantaipetitadescripció.

NOMDEL’EQUIP CODI

Tancs TCompressors K

Bescanviadorsdecalor EHeaterin-lineicalderes H

Reactor PFRAfter-Cooler AC

SwitchCondenser SCChiller CH

Columnesdedestil·lacióiabsorció CCristal·litzador SCargolsensefi SWVentilador V

Torrederefrigeració CTElevadorsdecubetes BEBassahomogeneïtzació B

Col·lector CL

Taula1.1.3Codidelsdiferentscomponents.

NOMDELCOMPONENT CODI

Orto-xilè OXAnhídridftàlic PAAnhídridmaleic MADerivatdequitrà TARDiòxiddecarboni CO2Monòxiddecarboni CO


Página5de49

NOMDELCOMPONENT CODINitrogen NAigua H2O

Orto-tolualdehid OT

1.2. Compostosqueintervenen

1.2.1. MatèriesprimeresLesmatèriesprimeresessencialspera laproducciód’anhídrid ftàlicsón l’orto-xilè il’aire.

𝐶!𝐻!" + 3𝑂! → 𝐶!𝐻!𝑂! + 3𝐻!𝑂 (4)𝑜𝑥𝑖𝑙è+ 𝑜𝑥𝑖𝑔𝑒𝑛 → 𝑃𝐴 + 𝑎𝑖𝑔𝑢𝑎

Esfaservirorto-xilècomamatèriaprimerajaque,totiquetambéespodriaferservirnaftalè,esdónaunmillorrendimentambl’orto-xilèdegutaquètotselscarbonisquees troben en ell es troben també al producte en la mateixa configuració. Això fadisminuir el consum d’oxigen alhora que el despreniment de calor. A més, és méseconòmicitéunamillordosificacióenformalíquida.Els xilens solen trobar-se als gasos de coc (gasos obtinguts en les destil·lacionsd’alguns petrolis), podent-se considerar un subproducte d’algunes plantespetroquímiques,motiupelquall’orto-xilèésforçaeconòmic.Són bons dissolvents i tenen un elevat índex d’octà, motiu pel qual es fan servir amoltesformulacionsdecombustiblesdegasolina.Peraixò,sónfortamentinflamables(puntd’inflamabilitat27ºC).Amés sónnocius:provoquennàusees,malde cap imalestargeneral, amésd’ésseragentsnarcòtics.Lesexposicionsprolongadesaaquestcompostpodenocasionarfinsitotalteracionsenelsistemanervióscentralidermatitis.L’orto-xilè,tambéconegutcoma1,2-dimetilbencè(C6H4(CH3)2),ésunanellaromàticambunolorsemblantaltoluèqueespresentacomalíquidincolor i inflamable.Pertant, s’hauran de prendre les mesures de seguretat adients pertractarambproductesinflamablesinocius.


Página6de49

Esfaràservirorto-xilècomercialal98,5%.Téunpuntd’ebullicióde144ºCiunpuntdefusióde-25º.Elseupuntd’inflamabilitatésde32ºCilasevatemperaturad’ignicióésde463ºC.Elslímitsd’explosivitatentantpercentenvolumenl’airesón:0,9-6,7.És insolubleenaiguaperòsolubleenalcohol, èter id’altres compostosorgànics.Téunadensitatde0,865g/cm3iunadensitatrelativade lasevamescladevaporambairea20ºCd’1,02.L’oxigennecessariperal’oxidaciódel’orto-xilèescaptaràdel’aire,quèesfiltraràperevitarl’entradad’impuresesalreactor.L’airetéunaproporcióteòricade78%denitrogen,21%d’oxigeniun1%d’altres,onelspercentatgespodenvariarlleugeramentdepenentdelazonailacontaminaciódel’aire.És un gas incolor, inodor e insípid, a més d’inactiu a temperatura ambient. Éscomburent gràcies a l’oxigenque conté i pot formaròxids a temperatures elevades.Perpartdelnitrogen,ésnoinflamableiinert.

1.2.2. Catalitzador

La humanitat utilitza catalitzadors des de famés de 2000 anys (els primers es vanusarenl’elaboraciódevi,formatgeipa).Enunprocéscatalíticheterogenicomeld’aquestprojecte intervémésd’unafase:elcatalitzadorésunsòlidielsreactiusiproductesestrobenenestatlíquidogasós.Elgraudeseparaciódelamescladeproductes(fluids)ambelcatalitzador(sòlid)faquela catàlisi heterogènia resulti econòmicament atractiva, sobretot perquè moltscatalitzadorssónaltamentvaluosos.Així,unareacciócatalíticaheterogèniaesdevéenlainterfasefluid-sòlid(omoltapropd’ella).Tenintencomptequeelproducteobjectiudelconcurrentprocésés l’anhídrid ftàlic,mitjançantl’oxidacióparcialdel’orto-xilè,s’hadutatermeunarecercaperl’obtenciódelcatalitzadoròptim.Acontinuació,se’nresumeixenlestroballesmésrellevants.


Página7de49

1.2.2.1. Unagranvarietatdecatalitzadors

La cinètica de l’oxidació de l’orto-xilè sobre els catalitzadors de Vanadi ha estatobjecte d’estudis múltiples. En principi, el modelatge cinètic de la reacció es varealitzarpera l’V2O5cristal·lí iagranelperòlacuriositat i l’augmentderecursosenl’àmbit científic han jugat amb aquest catalitzador fins a derivar-ne catalitzadorsbinaris,ternaris,etc.ElcatalitzadorV2O5suportatperTiO2(anastasa)[1]resultamillorquel’V2O5agranel,doncselVanadidispersatperlasuperfíciedeldiòxiddeTitaniésmésactiuiselectiuqueelcristal·lí.Totiaixò,aquestcatalitzadorpresentaunasuperfíciemoderadaiunalimitada resistènciamecànica.Ésper aquestmotiuque es va començar a investigarl’úsd’òxidsTiO2-SiO2barrejatscomasuportpelVanadiid’aquíesdevinguéuntipusdecatalitzadorternari[2],ambunaselectivitatd’AnhídridFtàlicdefinsel85%iaunatemperatura màxima de reacció de 600ºC. A l’actualitat, aquesta opció és moltprometedoraperquèelTitaniambunsuportdeSiliciesdevé idoniper lamilloradeles seves propietats mecàniques, presenta una superfície més gran i una majorestabilitat tèrmica. Amés, amesura que augmenta la temperatura de la reacció, laformació de CO2 augmenta a costa de l’anhídrid ftàlic i aquesta tendència és mésintensaenpresènciadelcatalitzadorVTiO2quenopasl’V2TiSi.Totiaixò,permancadedadescinètiquesidereacció,l’VTiO2s’hahagutdedescartar.Unaltretipusdecatalitzadorques’hadestinata l’oxidaciódel’orto-xilèesclassificacomacatalitzador‘Gelman’[3],detipus“alemany”,quecontéun10%d’V2O5iun20-30%deK2SO4(elpercentatgerestants’atorgaalconegutTiO2),ambunaselectivitatd’anhídrid ftàlicde finsel75% i auna temperaturamàximade reaccióde370ºC.Aprincipisdel1940,esva informarque l’acciódelsmetallsalcalinsenel catalitzadord’V2O5founecessàriaperalaformaciódepirosulfats,ambpuntsdefusiómésbaixosque els corresponents sulfats. Més recentment, es va considerar que el paper delK2SO4eraeldesubministrarSO3al’V2O5,donantllocalaformaciódelcomplexV2O5·SO3 (responsablede l’activitat catalítica).Així, elK2SO4estabilitzael contingut lliured’SO3delcatalitzadorivetllaperlaconstànciadelmencionatcomplex.Tot iaixò,elsparàmetrescinèticsresultantsdel’estudid’aquestcatalitzador(estudidemàster)noesdevenenmassafiablesniprecisosi,pertant,esdescarta.


Página8de49

Unquartcascorresponaldescobrimentdetamisosmolecularsmesoporosos,comelMo-MCM-41 [4]. Aquest utilitza Molibdè d’Amoni com a font de Molibdè per aaplicacions catalítiques. Els MCM-41 tenen una mesoporositat altament ordenada,gran superfície, elevada estabilitat tèrmica i una acidesa moderada. Així, es fareferènciaalapossibilitatd’aplicaraquestsmaterialscomacatalitzadorsenlasíntesiiconversiódegransmolècules,obtenintunaselectivitatqueassoleixvalorsdefinsel87.3%aunatemperaturamàximadereaccióde350ºC.Totiaixò,l’estudieslimitaadonardadesdeporositatidesuperfície,nopasdecinèticanidereacció.Pertant,esdescarta.

1.2.2.2.ElcatalitzadorescollitDesprésdelamencionadarecerca,s’hadeterminatqueelcatalitzadorescollitésl’O4-26[5],catalitzadord’V2O5suportatperTiO2(anastasa),pelssegüentsmotius:

• Aquest catalitzador assoleix concentracionsd’entradad’orto-xilède fins a60g/m3d’aire.

• Ésundelscatalitzadorsmésmodernsiproductiusperal’oxidaciódel’orto-xilèaanhídridftàlic.

• Lareaccióespotaconseguiraunaconversiósuperioral99%iambun77%deselectivitat,aunatemperaturamàximadereaccióde450ºC.

• Lesrespectivesdadescinètiquesidereacciósónfiablesiprecises,is’adjuntena un document tan rellevant com és el Journal of Industrial and EngineeringChemistry.

• Majoritàriament,totiqueelscatalitzadorsternarissemblenméscomplerts,elVanadiesdispersaperlasuperfíciedelDiòxiddeTitani.

1.2.3. Producted’interèsEl producte d’interès és l’anhídrid ftàlic, C6H4(CO)2O, compost orgànic que s’obté apartirdel’oxidaciócatalíticadel’orto-xilè.

Ésunsòlidincolor,ambuncaracterísticolorpicant.Éssolubleenaiguacalenta,benzè,disulfitdecarboniialcohol.


Página9de49

És un compost d’alta importància en la indústria química ja que és un producteintermedimolt versàtil per ser bifuncional i econòmic. El seu ús principal és en laproducciódeplastificantsagranescala.Téunpuntd’ebullicióde295ºCiunpuntdefusióde130,8ºC.Elseupuntd’inflamabilitatésde152ºC i laseva temperaturad’ignicióésde570ºC.Elslímitsd’explosivitatentantpercentenvolumenl’airesón:1,7-10,4.Éssolubleenaiguafinsa6200ppmatemperaturaambient(25ºC).Téunadensitatde1,53g/cm3.iunadensitatrelativadelasevamescladevaporambaired’5,1.Lasevapressiódevaporsaturaésde2·10-4mmHga20ºC.Els seus efectes sobre la salut són: És un sensibilitzant respiratori, pel que potprovocar símptomes d’al·lèrgia o asma, pot provocar lesions oculars greus, al igualqueirritacióenlapell,però.noéscancerigen.

1.2.4. SubproductesElssubproductesdelaproducciód’anhídridftàlicsón:COx,Orto-tolualdehid,ftalida,anhídridmaleiciàcidbenzoic.ElssubproductesprincipalssónelCO2iCOdegutaquerepresentenl’oxidaciótotaldel’orto-xilè. L’orto-tolualdehid i la ftalida són subproductes intermedis que, a majorconversiós’obtenenenmenorquantitat,mentrequel’anhídridmaleicil’àcidbenzoicsíquesónsubproductespròpiamentditsis’obtenenenunamajorquantitat.

1.2.4.1.CO2iCO

Elsprincipalssubproductesdel’oxidaciódel’orto-xilèsónelsòxidsdecarboni,degutaqueesformenentoteslesreaccionsirepresentenl’oxidaciótotaldel’orto-xilè.Ésadir,aconversionsmoltelevades,esminimitza laproducciód’orto-tolualdehid(TA) iftalida(PI)produint-semésCOx,comespotapreciarlafiguraX:

Figura1.2.4.1.Diagramadeproductesisubproductesdel’oxidaciódel’orto-xilè.


Página10de49

𝐶!𝐻!" +!"!𝑂! → 8 𝐶𝑂! + 5 𝐻!𝑂 (3)

ElCO2ésungasincolor,vitalperalavidaalaTerra.Ésungasinertisolubleenaigua.Els principals riscs que pot ocasionar a la salut són per ingestió i inhalació. Peringestió produeix irritació, nàusees, vòmits i hemorràgies en el tracte digestiu. Perinhalacióprodueixasfixiaicausahiperventilació.Unaexposicióallargterminipotsermoltperillosa.Ésasfixiantagransconcentracions:apartirde0,4%ésmortalalahoraielvalorllindarlímitésde50ppm(TLV-TWA).Elmonòxiddecarboni,CO,ésungasincolorialtamenttòxic.Potcausarlamortquanesrespiraanivellsdeconcentracióelevats.Per ingestiópotcausarvòmits idiarrea.Tambépotcausarlesionscutàniesiproblemesdevisióallargtermini.Perinhalacióésextremadamentperillós:resultaletal.Peraixò,s’haurandeprendrelesadequadesmesuresdeseguretatifertractamentsdegasosperacomplirlanormativamediambientald’abocaments.

1.2.4.2.Orto-tolualdehid

L’orto-tolualdehid, també conegut per la seva nomenclatura 2-metilbenzaldehid,C8H8O,ésunsubproducteintermedidelareacciód’oxidaciódel’orto-xilè.

Comjas’haesmentatabans,desapareixambl’oxidaciótotaldel’orto-xilè i s’obté en menor quantitat indirectament proporcional a laconversiód’anhídridftàlic.

𝐶!𝐻!" + 𝑂! → 𝐶!𝐻!𝑂 + 𝐻!𝑂 (1)Téungustiolorcaracterísticacirera.Esfaservircomasaboritzantprincipalmentenbegudesalcohòliques.Sofreixdegradacióatmosfèricaperfotòlisidirectaperlallumsolar.Éssolubleenalcoholienaiguanomésfinsa1178mg/La25ºC.Téunatemperaturad’ebullicióde200ºCiunpuntd’inflamacióde77ºC.Lasevapressiódevaporés0.397mmHga25ºCitéunadensitatde1.039g/mLa20-25ºC.


Página11de49

Ésnociuiirritant,motiupelqualestàconsideratcomaperillóssegonslaclassificacióGHSdeseguretat.

1.2.4.3.FtalidaLaftalida,C8H6O2,s’obtétambécomasubproducteintermedidel’oxidacióparcialdel’orto-xilè.

𝐶!𝐻!𝑂 + 𝑂! → 𝐶!𝐻!𝑂! + 𝐻!𝑂 (2)𝐶!𝐻!𝑂! + 𝑂! → 𝐶!𝐻!𝑂! + 𝐻!𝑂 (5)

Té un punt d’ebullició de 290ºC i un punt de fusió entre 70 i 75ºC. La sevatemperaturad’ignicióésde455ºCitéunpuntd’inflamacióde152ºC.Téunadensitatde1,1g/cm3a30ºC.És un producte tòxic segons el DL50 5600mg/kg i contamina lleugerament l’aigua(WGK1).

1.2.4.4.AnhídridmaleicL’anhídridmaleic,C2H2(CO2)O,ésunsòlidincoloroblancamboloracre.Esprodueixcomasubproductedel’oxidaciódel’orto-xilè:

𝐶!𝐻!" +!"!𝑂! → 𝐶!𝐻!𝑂! + 4𝐶𝑂! + 4𝐻!𝑂 (6)

És una matèria prima molt versàtil, es pot fer servir en la producció de moltessubstàncies.Gràciesalapresènciadelseudobleenllaç,solusar-seenlaproducciódecopolímers.Ésperaixòqueespodràrentabilitzar,venent-la.Té un punt d’ebullició de 202ºC i un punt de fusió d’entre 53ºC. A temperaturaambienttéunaaparençadecristallsblancs.L’anhídridmaleic apart de ser un sensibilitzant respiratori com el PA, també es unsensibilitzantcutani,pelqueelsseusefectesencontacteambeltracterespiratoriilapel,sónmésgreus.


Página12de49

pot causar lesions oculars greus, pot causar reaccions asmàtiques a curt termini,podent arribar a causar asma amb una exposició repetida o perllongada. Es potadsorbirperlapelliproduirdermatitisjaqueésuncorrosiucutani.

1.2.4.5.ÀcidbenzoicL’àcidbenzoic,C7H6O2,ésunsòlidincolorambunlleugerolorcaracterístic.

Les seves principals aplicacions són com a conservant d’alimentsàcids, producció de perfums, condiment en tabac i pastesdentífriques, germicida en medecina i iniciador en reaccionsradicalàriesienlafabricaciódeplastificantsiresines.

Téunpuntdefusióde122ºCid’ebullicióde249ºC.Téunadensitatd’1,32g/cm3iéssolubleenaiguacalenta(70g/la95ºCfront3,4g/la20ºC)idissolventsorgànics.Noésunproductetòxicperòpotproduiral·lèrgiesenpersonessensibles.S’hadetenirespecialcuradenocombinar-loambàcidabsòrbicjaqueespotformarbenzè,elqualésaltamentcancerigen.


Página13de49

1.3. LocalitzaciógeogràficaPer a la localització de la planta, s’ha optat per situar-la al terme municipal deTarragona. Envoltada per nombroses empreses importants del sector químic ipetroquímic (com Repsol Petróleo, BASF Española o DOW Chemical Ibérica),TarragonaacullelComplexIndustrialPetroquímicmésimportantd’Espanyaidelsudd’Europa.Fetquefacilitaràal’empresaunagrandisponibilitatdematèriesprimeresiserveis,aixícomunbonreclampublicitari i laconfiançanecessàriapera laràpida ibonaincorporacióalmercat.

Figura1.3.1.PlànoldeTarragona.

1.3.1. Paràmetresd’edificacióEl terreny destinat a l’edificació de la planta d’anhídrid ftàlic es troba al polígonindustrial NYLON-66 de Tarragona, limitant amb els Carrers de la Poliamida i delCiclohexàiamblesAvingudesdelNylonidelNítric.Estractad’unespai formatpergravesambunaresistènciade2kg/cm2a1.5mdeprofunditat.Téunasuperfícietotalde53.235m2.AlaFigura1.3.2esmostralasiluetadelterrenyambleslimitacionsdelperímetreacotades.


Página14de49

Figura1.3.2.Plànoldelterrenydestinatalaconstrucciódelaplanta.

Aquestaparcel·lacomptaambdiversosserveisqueesmostrenalaTaula1.3.1.

Taula1.3.1.Serveisdisponiblesalaparcel·la

ENERGIAELÈCTRICA Connexióapeudeparcel·ladesdelalíniade20kVGASNATURAL Connexióapeudeparcel·laamitjapressió(1,5kg/cm2)

CLAVEGUERAMXarxaunitàriaalcentredelcarreraunaprofunditatde3.5m,ambundiàmetredelcol·lectorde800mm

AIGUAD’INCENDIS Xarxaapeudeparcel·laaunapressiómàximade4kg/cm2AIGUADEXARXA Escomesaapeudeparcel·laa4kg/cm2ambundiàmetrede200mm

En base a la legislació municipal vigent, s’han tingut en compte per al disseny delprojecte les corresponents normatives urbanística i sectorial. A la Taula 1.3.2. esmostrenelsparàmetresfixatsperaquestesnormatives.

Taula1.3.2.Paràmetresestablertsd’acordalanormativaurbanísticaisectorialvigent.

Edificabilitat 1,5m2sostre/m2terraOcupaciómàximadelaparcel·la 75%Ocupaciómínimadelaparcel·la 20%delasuperfícied’ocupaciómàximaReculades 5mavialsiveïns

Alçadamàxima16mi3plantesexcepteenproducciójustificantlanecessitatpelprocés


Página15de49

Alçadamínima 4mi1plantaAparcaments 1plaça/150m2construïtsDistànciaentreedificis 1/3deledificimésaltambunmínimde5m

1.3.2. ComunicacionsiaccessibilitatdelaplantaTarragonaésunadelesciutatsmésbencomunicadesdetotalaPenínsulaIbérica.Sercapitaldeprovínciaialbergardiferentsedificisinstitucionals,rebrecadaanyunsdosmilions de turistes segons fonts de l’Observatori del Parc Científic i Tecnològic deTurisme iOci de Catalunya (Tarragona va ser declaradaPatrimoni de laHumanitatl’any 2000), albergar un gran complex industrial químic i petroquímic queproporciona10.000 llocsde treballsdirectes i 30.000 indirectes; ser la segonaàreaeconòmica de Catalunya... són alguns delsmotius de pes per els quals els diferentsgoverns, en tots els seus nivells, han decidit apostar per Tarragona invertint, entred’altres, en aconseguir les millors comunicacions possibles. Així doncs, el fetd’instal·lar laplantaaTarragona,permetràque laplantadisposid’unagranvarietatdecomunicacionsterrestres,ferroviàries,aèriesimarítimes.-XarxaterrestreEntrecreuadaambunaextensaxarxadecarreteres,lesviesnacionalsicomarcalsmésimportants són laN-340 (uneixBarcelona ambCádiz) o laN-240 (uneix TarragonaambBilbao).Entretoteslesviescaldestacarl’AP7.Mésconegudacoml’Autopistadela Mediterrània (uneix La Jonquera amb Algeciras), permet connexió directa ambBarcelona(a100Km)iValència(a250Km)amésdelafronteraambFrançaipertantamb totaEuropa (250Km).A tan sols 30KmdeTarragona es troba l’inici de l’AP-2,l’AutopistadelNord-Est(uneixElVendrellambAlfajarín).AquestaautopistapermetlaconnexiópercarreterafinsaSaragossa(230Km):laportaalNordialCentredelaPenínsula,incloentMadrid(540Km).


Página16de49

Figura1.3.3.PlànoldelesprincipalscarreteresqueafectenTarragona.

-XarxaferroviàriaAl propi termemunicipal de Tarragona es troba l’estació de tren “Tarragona”, queofereixdiverseslíniesderodaliesillarguesdistànciesaBarcelona,SevillaoMadrid.Amés, a tan sols 11Kmdel centre urbà de Tarragona, l’estació “Camp de Tarragona”proporciona, a més dels serveis de l’estació municipal, l’alta velocitat. Girona,Barcelona,Vigo,MadridoBilbaosónalgunesdelesciutatsconnectadesdirectamentpertrensd’altavelocitatambTarragona.També cal mencionar el Corredor del Mediterrani( Veure Figura1.3.4). La UnióEuropeapreveuenllestirabansdel2030launióferroviàriad’AlgecirasambZáhony(Ucraïna),obtenintd’aquestamaneraunalíniad’altavelocitatquecreuigairebétotaEuropa. El corredor del Mediterrani permetrà reduir a la meitat els temps delstrajectes, augmentar la freqüència i connectar l’alta velocitat espanyola amb laeuropea


Página17de49

Figura1.3.4.LíniaferroviàriadelCorredordelMediterrani.

-XarxaaèriaA12KmdeTarragonaes troba l’AeroportdeReus,unaeroportpetitambtansols4pistes. En quant a l’àmbit comercial, és millor desplaçar-se fins a l’Aeroport deBarcelona, El Prat, amb bona connexió ferroviària i a 100Km per autopista. Aquestaeroportobrelesconnexionsalarestadelmónambvolsintercontinentals.-XarxamarítimaFinalment,enquantacomunicacionsdeTarragonacaldestacarlainsígniadelaciutat:elport.

Figura1.3.5.FotografiaaèriadelPortdeTarragona.


Página18de49

Històricamentaquestporthapermèselcreixementdelaciutat,jadesdelstempsdeTàrraco.Avuiendiaestractad’undelsportsmésimportantsdetotalaMediterrània.Comptaamb97puntsd’atracamentimésde3milionsdem2d’extensióterrestre,aixícom serveis logístics de remolcadors, grues i contenidors. Disposa d’un pantalàdestinataqueelsvaixellsgrans,especialmentelspetroliersquenopodenentraralsports,puguincarregaridescarregar.

1.3.3. CaracterístiquesdelazonaTarragonaescaracteritzapertenirunclimamediterranilitoral.Caracteritzatperserun clima suau durant tot l’any, on destaquen estius força calorosos i precipitacionsescasses.Anualment,aTarragonaesregistrenunes2.700horesdesoliunahumitatrelativavoltantal69%.-Temperatura

Figura1.3.6.Representaciógràficamensualdelestemperaturesmàximesimínimesmitjanesdel’any2016.(Font:Idescat.DepartamentdeTerritoriiSostenibilitat)

Tarragonatéunatemperaturamitjanaanualquevoltaels17ºC.CommostralaFigura1.3.6. l’estiu és l’estació meteorològica més calorosa, on es registren temperaturesforçaaltesquearribenasuperarduranteldiaels30ºCambfacilitat.Elshiverns,encanvi, són més suaus. Tot i que predominen temperatures baixes, no s’arriba

5

10

15

20

25

30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Temperatura(ºC)

Mes

Temperaturamàximamitja

Temperaturamínimamitja


Página19de49

l’extremitat dels estius. Les glaçades, tot i que es concentren en elsmesosd’hivern,sónpocfreqüents.Duranttotl’anynoesprodueixensaltstèrmicsbruscos,mantenintsempreunadiferènciaalvoltantdels9ºCentrelamàximailamínimaregistrada.-Precipitacions

Figura1.3.7.Representaciógràficamensualdelestemperaturesmàximesimínimesmitjanes

del’any2016.(Font:Idescat.DepartamentdeTerritoriiSostenibilitat)A la Figura 1.3.7 s’observa que les precipitacions es concentren a la primavera isobretotalatardor.Noobstant,siesmirenenl’àmbitanualsónmoltescasses.L’any2016laprecipitacióanualvaserde425,1mm.-ActivitatsísmicaCatalunya,ienconseqüènciaTarragona,estàconsideradaunazonad’activitatsísmicamoderada:pocafreqüènciadeterratrèmolsambintensitatmoderada.ACatalunyaesprodueixenalllargdel’anymésde100terratrèmolsquenosuperenlamagnitud4enl’escaladeRichter.LamajoriaesconcentrenalsPirineus,totiqueallitoraltambése’nprodueixen.Enconcret,Tarragonaesconsideraunmunicipiambunaactivitatsísmicad’intensitatigualosuperioraIVenl’escalaMSK(Intensitatmàximaepicentral)ambunperíodederetornde500anys.S’estimadoncs,quesis’arribaaproduirelterratrèmolmàximdelperíodede500anys,essuperaranelsdanysqueafectenalsedificis.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Precipitacions(mm)

Mes

Precipitacionsmitges


Página20de49

1.4. ProcessosdeproduccióL’anhídrid ftàlic va ser descobert l’any 1863 pel químic francès Auguste Laurent(1807-1853)apartirdel’oxidacióenfaselíquidadenaftalèambàcidcròmic.Degutalseu us en la fabricació de colorants tèxtils, l’anhídrid ftàlic va experimentar unaugmentdelademandaafinalsdelsegleXIX.Aixòvacomportarlarecercad’obtenciódelproductede lamaneraméseconòmicapossible.Elsprimersmètodesutilitzavenl’àcidnítricol’àcidsulfúriccomaagentsoxidants.L’any1916,elsquímicsHarryGibbsiCourtneyConover,vandesenvoluparl’oxidaciódelnaftalèenfasegasosaambl’airecomagentoxidant iamb l’utilitzaciódelpentòxiddevanadicomacatalitzador.Mésendavant es va descobrir que era beneficiós, per motius de preu i de rendiment,substituirelnaftalèpero-xilè.No va ser fins l’any 1945 que es va desenvolupar el primer procés de producciód’anhídrid ftàlicaescala industrial.LacompanyiacalifornianaOroniteChemicalCo.,utilitzantperprimeravegadaunreactordellitfix,vaaconseguirunaplantaquímicaambunacapacitatdeproducciód’entre3.500i4.000tonesanuals.Desdel1945,nombrosesempreses s’han implicat en la recercadeprocessosper laproducciód’anhídridftàlicpartintd’o-xilè.BASF,Lonza,Rhône-Poulenc,VonHeyden,MizushimaPetrochemicalsonalgunesdelesgranscompanyiesquehandesenvolupatelseupropiprocés.

1.4.1. ProcésBASFEl17denovembrede1967lacompanyiaalemanyaBASFAktiengesellschaftpresentalapatentanomenada“Procésperalapreparaciód’anhídridftàlic”,presentantaixíunadelesprimerespropostesded’obtenciód’anhídridftàlicaescalaindustrial.Elprocésquevanpresentarpartiad’unreactormulti-tubulardellitfixons’introduïaaire i o-xilè en fase gas i que esmantenia a temperatura constant (380ªC) amb uncircuitdesalpertotelreactor.Elcatalitzadorqueutilitzaveneraunamesclad’òxiddevanadi iòxidde titani sobreunsuport inert.El correntgasosquesortiadel reactoramb un 74% d’anhídrid ftàlic, es refredava produint vapor a baixa pressió abansd’entrarauncondensadordiscontinu.Enaquestaunitat,esseparavaunabonapartdelresiduqueposteriormentesnetejavaambaigua is’incinerava.Elproducte,amb


Página21de49

un grau de puresamés elevat, s’introduïa en uns tancs agitats juntament amb unasèried’additiusperapodereliminar les impuresesnovolàtils abansd’entrar aunasèrie de dues columnes de destil·lació al buit. En la primera s’eliminava per capsanhídrid maleic, àcid acètic i àcid toluic; en la segona, s’eliminava per cues elsproductespesantsiesrecolliapercapsl’anhídridftàlicambunapuresadel99,5%.

Figura1.4.1.DiagramadefluxdeBASF.LacompanyiaBASFhaseguitrecercantmilloresperaaquestprocés.Unamostraéslapatentdel6dejuliolde1993enlaquèintrodueixenduesnotablesmilloresalreactor.La primera d’elles, té a veure amb el bany de sal fosa. Després d’experiments iinvestigacionsvanobtenirmilloresenelrendiment,quanintroduïen,nounsinódosbanysdesalalreactordividint-loenduesparts.Enlaprimerazona,elbanyutilitzatper refrigerar era entre 2-20 ºC superior a la segona part de reacció. L’altra canviafectavadirectamentalcatalitzadorjaqueutilitzavenunformatprincipalmentperlamesclad’òxidsdevanadiidetitanionintroduïenun5%d’unaltrecompost.Peralaprimerazonadelnoureactor,aquestcompostpodiaserrubidiocesi;enlasegonaerafòsfor.Amés,lesdueszonesdereacciónotenienlamateixaquantitatdecatalitzador:enlaprimeraesdistribuïaentre30-75%ienlasegonalaresta.


Página22de49

Méspatentspromogudesper laBASFhanestatacceptades,majoritàriamentellesesproposen canvis respecte el catalitzador utilitzat. També proposen la utilització detresàreesdebanydiferenciades,finsitotquatre.

1.4.2. ProcésRhône-ProgilEl20dejuliolde1977lacompanyiaquímicafrancesaRhône-Progilvaregistrarunapatent (“Mètode de preparació d’anhídrid ftàlic”) per a la producció de l’anhídriddtàlic,afegintmilloresaunacopatentambPechiney-SaintGlobainabandonadajaqueencaraestavapendentdesol·licitud.Elprocésdesenvolupat,Figura1.4.2,teniacomaobjectiumillorarlaeficiènciaenergèticadelsprocessosd’aquellmoment.El seu plantejament introduïa una mescla aire:o-xilè (permetent fins a un 5%d’impureses a l’o-xilè) amb una relació en pes entre 18-24:1 en un reactormultitubularamb tubsambundiàmetrede19-25mm ientre1.2-2.2mde llargadaplensdecatalitzador(ambundiàmetremitjàequivalentde4-8mm).Ambaquestescondicionss’obteniaunapèrduadepressiómésbaixa,implicantunamenornecessitatenergèticaenlacompressiódel’aliment.S’introduïenalreactorentre3600-6900g/hdemesclagasosaperlitredecatalitzador.La temperatura del reactor es mantenia isoterma entre 360-400 ºC intercanviantcalorambmescladenitritsinitratsdesoliopotassi.Aquestamesclacirculavaentreelstubsdelreactoriunacalderagenerantvaporaaltapressió(40-100bars).L’efluentdelreactor,a360ºC,esrefredavaenunintercanviadorfinsa5ºCpersobrede la temperatura de condensació de l’anhídrid ftàlic, recuperant d’aquestamaneraenergiatèrmica.Acontinuacióesfeiacircularelfluidperunasèriedecondensadorsmantenint2-6ºCpersobredelpuntderosada.Elcruresultants’emmagatzemavaenun tanc intermedi. Els gasos efluents d’aquests condensadors s’incineraven, demanera que el corrent resultant, a més de 300ºC i sense components tòxics,s’aprofitavaenunintercanviadordecalorabansdesortiral’atmosfera.


Página23de49

Acontinuaciós’introduïaenunaprimeracolumnadedestil·lació,queoperavaentre400-760mmHg,onlesimpureseslleugeresesrecollienpercaps.Lescuespassavenauna segona columna, que operava a 60-100 mmHg, on es recuperava per capsanhídridftàlicpràcticamentpur.

Figura1.4.2.DiagramadefluxdeRhône-Progil.

1.5. Descripciódelprocésdeproducció

1.5.1. IntroduccióElprocésd’obtenciód’anhídridftàlicconsisteixenlareacciód’oxidaciódel’orto-xilèamboxigenperalaproducciódePA.Esprodueixmitjançantlasegüentreacció:

𝐶!𝐻!" + 3𝑂! → 𝐶!𝐻!𝑂! + 3𝐻!𝑂 (4)𝑜𝑥𝑖𝑙è+ 𝑜𝑥𝑖𝑔𝑒𝑛 → 𝑃𝐴 + 𝑎𝑖𝑔𝑢𝑎

Delprocésdeproducciós’obtenenunasèriedesubproductes,comara:CO2iCO,orto-tolualdehid,ftalida,anhídridmaleiciTAR.


Página24de49

L’anhídridmaleic,C2H2(CO2)Oesprodueixcomasubproductedel’oxidaciódel’orto-xilè:

𝐶!𝐻!" +!"!𝑂! → 𝐶!𝐻!𝑂! + 4𝐶𝑂! + 4𝐻!𝑂 (6)

JuntamentambelTAR,CO2iCO,s’haurand’avaluarlespossiblesemissionsielsseuslímitsperadecidireltractamentadient.

1.5.2. Procésseleccionat

Elprocésdeproducciód’anhídridftàlicconsisteixenlaoxidacióparcialdel’orto-xilèamb l’aire, en la qual es formen una sèrie de subproductes que es van eliminant amesuraqueesvaaprofundintenlapurificaciódelproducte.Fent referència a la figura1.5.3, podemdiferenciar tres àrees a la líniaprincipaldeproducció:reacció,condensacióipurificació.El procés de producció s’inicia a l’àrea 100 amb la captació i distribució de lesmatèries primeres. L’alimentació de l’orto-xilè es realitza a través de quatre tancsconnectats en sèrie i s’acondiciona als paràmetres operacionals establerts gràcies aunacalderadegasnaturalqueprovocaelcanvidefaseil’assolimentdelescondicionsnecessàriesperal’entradadelreactor(205ºCi200kPa).La captació d’aire es realitza mitjançant tres compressors centrífugs connectats enparal·lel amb sistemes de filtració d’aire integrats. S’escull aquesta configuració enparal·lel per tal que, si algun dels compressors falla, entre els altres dos es puguiassolirlapotèncianecessàriarequeridaperalprocés.L’aire es fa arribar a un bescanviador de calor que li incrementarà la temperatura,degutaqueescaptaacondicionsambientals(20ºC)id’aquestamaneraesfaràarribaralreactora205ºC,igualquel’orto-xilè.Elcorrentutilitzatperescalfarl’aired’entradaéselmateixcorrentdesortidadelreactor.D’aquestamanera,s’aconsegueixdisminuirlatemperaturadelfluiddeprocésdesortidadelreactorsensenecessitatd’afegirunaltreequipauxiliar,comseriaelcasd’unrefredador.


Página25de49

Les dues corrents de matèries primeres entren per separat al reactor, prèviamentacondicionades.Uncopalreactor,esgeneral’oxidacióparcialdel’orto-xilèis’obtenenels següents productes: orto-tolualdehid, ftalida, anhídrid maleic, anhídrid ftàlic,diòxiddecarboni,oxigen,nitrogeniaigua.Dinsl’àreadereacció,enelreactoresdevéunareaccióaltamentexotèrmica,produintun increment de temperatura exponencial. Per aquest motiu, es requereix d’unsistemaderefrigeracióquecontrarestiaquest increment, totmantenint laconversiódesitjada.El refrigerant emprat per a aquest fi és sal i la seva intervenció esdevé quan latemperaturadelareaccióassoleixels425ºC.Apartird’aquestmoment,ladisminueixfinsels400ºCalasortida.Aquests425ºCesconsiderenelhot-spotdelreactor,doncséslatemperaturamàximaqueassoleixiquenoessuperagràciesalaintervenciódelbanydesal.Aquestrefrigerant,uncophasortitdelreactor,a400ºC,vaapararaunbescanviadordecalorqueelregeneraràielretornaràal’entradaals380ºCrequerits.Elcontrolalreactorésclaudegutaqued’elldepenenlaqualitatdelproducteiéselpunt crític del procés. Gràcies al bon sistema de control integrat al reactor esgaranteixqueelgraudeconversiósiguiconstantiquelescondicionsdeseguretatsónles òptimes, evitant qualsevol tipus d’accident provocats per hot-spots, ja que lareaccióésaltamentexotèrmicaipodriaesdevenirexplosiva.A la sortida del reactor, s’ha de disminuir la temperatura del producte abans queaquestentrial’After-Cooleriaixòs’aconsegueixreaprofitant-lo,fent-locircularcomafluidcalentpelbescanviadordecalordel’aire,demaneraqueaquestesrefredaalatemperatura adequada per a l’entrada de l’After-Cooler, alhora que escalfa l’aire. Elcorrentdesortidadelreactorésde400ºCi,uncopesprodueixelbescanviambl’aire,és de 316,8ºC a l’entrada a l’After-Cooler. Es produeix així la transició de l’àrea dereaccióal’àreadecondensació.L’objectiude l’After-Cooleréssepararelproducteméspesat(TARilameitatdelPA)de la resta del corrent de producte ja que aquest faria perdre eficiència de l’equipsegüent,elSwitchCondenser,is’utilitzariamoltamésenergia.Dinsdel’After-Cooleresprodueixunacondensacióparcial:elcorrentgasóss’alimentaalSwitchCondenserielscondensatspassenauntancd’acumulació(tancpulmó).


Página26de49

El Switch Condenser és un condensador de quatre etapes, on cadascuna d’ellesfunciona amb un increment de temperatura diferent per tal d’aconseguircondensacions parcials, disminuint així el consum d’energia ja que el cabald’incondensables(desortidadelAfter-Cooler ialimentdelSwitchCondenser)ésmoltelevatinoespodriatractardemaneraeficientambunasolaetapasenserequerirunconsumenergèticdesmesurat.El producte d’incondensables sortint del Switch Condenser es recircula fins albescanviador de calor de l’After-Cooler, per a actuar com a fluid refrigerant i,posteriorment, es destina al bescanviador de calor del bany de sal, amb lamateixafinalitat.ElcorrentdecondensatsquesurtdelSwitchCondenseresmesclaambelcorrentdesortidadecondensatsdel’After-Coolerdinsd’untancdepulmóagitat,demaneraqueassegurauncorrentdesortidahomogeni ique l’entradaa l’àreadepurificaciósiguisempreconstant,encondicionsdetemperatura,pressióicomposició.Aquest corrent s’escalfa amb unHeater in-line que treballa a baixa potència ja quel’increment de temperatura que ha d’experimentar el fluid de procés és de tan sols10ºC,necessarisperevitarquenohihagicristal·litzacionsalalíniadeprocés.L’àrea de purificació consta de tres columnes de destil·lació, dues d’elles per a lapurificaciódelpropiproducteiunaperalapurificacióiposteriorcomercialitzaciódell’anhídrid maleic com a subproducte. S’utilitzarà en els tres casos columnes derebliment.Laprimeracolumnadedestil·lació,d’stripping,permetseparardoscorrents,obtenint-se: anhídrid maleic i aigua pel destil·lat i anhídrid ftàlic amb restes de productespesatsalresidu.Elsistemadecondensacióésparcial.La columna de rectificació, per a la separació del producte d’interès dels pesats,s’alimentaamb lescuesde laprimeracolumna ipermetobteniranhídrid ftàlicambunapuresadel99,91%.Aquestafuncionaambcondensaciótotal.La tercera columna, molt més petita, s’alimenta amb el corrent de destil·lat de laprimera columna i s’utilitza per a la purificació del subproducte anhídrid maleic ipermetobtenir-loaunapuresapersobredel95%.Elcorrentvaporresidualobtingut


Página27de49

d’aquestaestàcompostpràcticamentenlasevatotalitatd’aigua,sensecontaminants,demaneraqueespotabocarlliuremental’atmosfera.Aquestes dues corrents de producte, anhídrid ftàlic com a producte principal ianhídridmaleiccomasubproducte,esconduiranparal·lelamentalsrespectiustancsagitats per a la seva homogeneïtzació. Seguidament, es conduiran a doscristal·litzadorsquepermetranlapresentaciódelproducteenformasòlidacristal·linai posteriorment aniran a la línia d’envasat i etiquetatge, pel seu correcteemmagatzematge.Lescalderesdegasnaturals’utilitzenperaescalfarfluidsdeserveis,coml’olitèrmiciles pròpies matèries primeres, com l’orto-xilè. Aquestes tenen una potència moltelevada iprodueixenunagranquantitatdeCO2que, juntamentambelCO2obtingutresidual del propi procés, supera els límits d’abocament atmosfèrics i haurà de sertractat.Aquestestrescorrentsésrecol·lectaranmitjançantunventiladorquelesconduiràalatorre d’eliminació de CO2. Es procedirà a eliminar el CO2 mitjançant una torred’absorció amb amines. Com ja s’esmenta a l’apartat de disseny, aquesta requeriràd’unasegonatorrederegeneraciódelaaminapertalqueelprocéssiguicícliciviableeconòmicament.Durant l’operació de la planta, s’aniran generant purgues a diferents zones de laplantapertaldegarantirelcorrectefuncionamentdelainstal·lació.Aquestespurgueses recol·lecten a una bassa d’homogeneïtzació que posteriorment s’abocaran aclavegueram.

1.5.3. DiagramadeblocsSeguidaments’adjuntaunabreuexplicaciódelprocésdeproducciódel’anhídridftàlic,juntamentambeldiagramadeblocscorresponent:


Página28de49

Figura1.5.3.Diagramadeblocsdeprocésdeproducciód’anhídridftàlic.

La figura 1.5.3. descriu, mitjançant un diagrama de blocs, el procés de producciód’anhídridftàlic.Elprocésconstadelessegüentsetapesprincipals:

- Reacció de l’orto-xilè amb l’aire. S’introdueixen les matèries primeres alreactor, prèviament acondicionades cadascuna a les seves condicionsrequerides(l’airerequereixd’uncompressoril’orto-xilè,d’unacaldera).Delazonade reacció surtendos corrents: el correntdeproducte capa la zonadecondensacióprovinentdelreactoriuncorrentdeCO2residualprovinentdelacalderaques’usaperescalfarl’orto-xilè.

- Condensació del corrent de producte provinent del reactor. Aquesta àreaconsta principalment dels equips After-Cooler i Switch Condenser, amb elsrespectius bescanviadors de calor adients, per tal d’assolir la condensaciónecessària de producte. D’aquesta etapa surt un corrent residual gasós ambprincipalmentNiCO2queestractaràamediambient.

- Purificació de producte. S’utilitzen dues columnes de destil·lació per tald’aconseguir la puresa requerida del producte (99% d’anhídrid ftàlic) i unatercera per a purificar també l’anhídrid maleic com a subproducte icomercialitzar-ho. D’aquesta etapa s’obtindrà un corrent residual líquid queaniràamediambient.


Página29de49

- Medi ambient. Aquesta àrea rep dos tipus de corrents residuals: gasosos ilíquids.Elscorrentsgasosos,provinentsdel’etapadereaccióicondensació,escomponen principalment de CO2, que serà tractat mitjançant una torred’absorcióambamines.Larestadegasos,comaraelnitrogen,espodenabocarlliurement a l’atmosfera. Els corrents residuals líquids provinents de lespurguessónprincipalmentaiguaiespodenabocardirectamentaclavegueram,prèviamentrecollitsaunabassad’homogeneïtzació.

1.5.4. DiagramadeprocésSeguidamentesmostraeldiagramadeprocésperalaplantadeproducciód’anhídridftàlic.


Página30de49

Figura1.5.4.Diagramadeprocésdelaproducciód’anhídridftàlic.


Página31de49

1.6. Constituciódelaplanta

1.6.1. DescripciódelaplantaLa planta de producció d’anhídrid ftàlic, situada al polígon industrial NYLON-66 aTarragona,permet laproduccióde30.000tonesanualsd’anhídrid ftàlic.Funcionarà300diesal’any,ambduesparadesanualsprogramadesis’obtindràunproducted’unapuresamoltelevada(<99%)queespresentaràenenvasosde50kg.Ladistribuciódelaplantas’hafetdemaneramoltcurosapertald’optimitzarl’espai,demanera que esminimitzen els costos relacionats a l’organització d’aquesta i elsriscoslaborals,aconseguintunelevatgraudeseguretatalaplanta.

1.6.2. DistribucióperàreesEnelpresentapartats’exhibeixenlesàreesqueconformenlaplantad’ANPHAS.A.,ésa dir, s’anomenen i es detallen tot fent-ne una breu descripció. ANPHA S.A. estàconstituïdaperuntotalde9àrees,lesqualsesdivideixenentresgransgrups:

1) El grup que es relaciona directament amb el procés de producció, queinvolucralesàrees200,300i400.

2) Elgrupdeserveisque,entred’altres,abasteixelselementsdecontrolialgunsdelsequipsdelprocésdeproducció.Lasalaelèctrica ielmagatzemespodenincloureenaquestgrup.

3) Elgrupd’oficines,vestuarisitotallòqueformapartdelesnecessitatsi/odelapresènciailaorganitzacióhumana.

Alataula1.6.2.1.estrobaunllistatambelnomdecadaàreaielseupertinentcodi.

Taula1.6.2.1.CodiinomdelesdiferentsàreesdelaplantaANPHAS.A.

NOMDEL’ÀREA CODIEmmagatzematgedematèriesprimeres A-100

Reacció A-200Condensació A-300Purificació A-400

Emmagatzematgedeproductesfinals A-500Serveis A-600

Tractamentd’emissions A-700Càrrega/descàrrega A-800

Oficines,vestuaris,laboratorisisaladecontrol A-900


Página32de49

Figura1.6.2.1.Distribuciódelesdiferentsàreesd’ANPHAS.A.

• Àrea100:emmagatzematgedematèriesprimeres

L’àrea100esdestinaal’emmagatzematgedelesduesúniquesmatèriesprimeresqueANPHAS.A.necessita:aireiorto-xilè.L’aire és captat directament delmedi i es comprimeixmitjançant tres compressorscentrífugs.Aquestaire,doncs,escaptaa20ºCi101.3kPa,escomprimeixtotgenerantunaugmentdetemperaturaipressió,respectivament,iescondicionaperaqueentrialreactordelamaneradesitjada.Peraltrabanda,l’orto-xilès’emmagatzemaenquatretancsigualsisotaunesmesuresde seguretat extremes, que s’expliquen a l’apartat 5.- Seguretat. Aquesta matèriaprimeratambées trobaemmagatzemadaa temperatura ipressióambientals i,de lamateixamaneraque l’aire, serà condicionadaper tal de fer-la entrar al reactor tal icomesdesitja.

• Àrea200:reacció

L’àrea de reacció inclou la caldera de vapor, que s’encarrega de canviar l’estat del’orto-xilè totpassant-loavapor icondicionant-loa la temperatura ipressióadientsperal’entradadelreactor.També,exhibeixunbescanviadordecalorqueincrementalatemperaturadel’aire(matèriaprimera)ielcondicionaamblamateixafinalitat.El


Página33de49

fluidcalefactoréselmateixfluiddeprocésquansurtdelreactor,aunatemperaturade400ºC.Comatercerelement,nohipotfaltarelmencionatreactor:equiponesduatermelaoxidacióparcialde l’orto-xilèambl’objectiud’obtenirelproducted’interès,l’anhídridftàlic.Elreactorestrobarefrigeratacontra-correntperunbanydesalque,constantment,esdesplaçaentreaquestiunaltrebescanviadordecalor,tambépresental’àrea200.Aquestdisminueix20ºClatemperaturadelasali laretornaalreactor,apuntperlasegüentrefrigeració.Tots els fluids d’aquesta àrea es troben en estat gasós, exceptuant l’orto-xilè al’entradadeacaldera(líquid)ielbanydesal,constantmentenestatlíquid.

• Àrea300:condensació

L’àrea 300 rep el nom de “condensació” perquè dos dels principals equipss’encarreguendecondensarunapartdel fluiddeprocésquansurtdelreactor.Ambaquestacondensacióesprocurasepararelscompostosmésvolàtils(nitrogen,diòxidde carboni, oxigen i aigua)delsméspesats, que condensaran.Elproducted’interès,l’anhídridftàlic,formapartdeldarrergrupi,posteriorment,seràpurificat.Tal i comespreveu, aquestadisgregacióes famitjançantuna separacióde fases.Elprimer equip, l’After Cooler, actua com un bescanviador de calor i una columna dedestil·lació junts.D’entradaaparta,en formadecondensats,elproducteméspesat iunameitat de l’anhídrid ftàlic del fluid de procés (gas). L’altrameitat d’anhídrid esdestina, juntament amb els compostos més volàtils, al segon equip, l’SwitchCondenser, a on la separació s’acaba de fer efectiva i es recupera l’anhídrid ftàlic,tambéenformadecondensats.Elfluidrefrigerantqueintervéal’Switchésolitèrmicque, acabat el cicle, circula cap a un refredador per a refredar-se i regenerar-se.Aquest equip, així com el darrer bescanviador de calor, vetlla per la constantutilitzaciódel’olii,endefinitiva,perlacontinuïtatdelprocés.Encara resten dos equipsmés a aquesta àrea: un tanc pulmó, on es concentren elscondensats dels dos equips principals, i un escalfador en línia, que condicionarà elcorrent sortint del tanc pulmó per a que la següent etapa, la purificació, el dugui atermealatemperaturaipressióadequades.


Página34de49

• Àrea400:purificació

A l’àrea400espurificaelproducted’interès, l’anhídridftàlic, iespurificaencaraunsegon producte, l’anhídrid maleic, partícip del mateix fluid de procés i un delsproductesméspesats.Elproducteméspesatdetots,elderivatdequitrà,esdestinaaunaterceravia.L’anhídrid ftàlic es purifica mitjançant una columna de rectificació i, prèviament,l’anhídridmaleic s’haurà separatmitjançant una columnad’sripping,amb les tracesdelscompostosvolàtilsanteriors.Després,l’ftàlicielmaleic,purificats,s’adrecenauntancpulmó,cadascunper lasevarespectiva línia, iescristal·litzen,per tald’obtenirdosproductespursisòlids.Així, l’àrea 400 consta d’una columna d’stripping, una de rectificació, una depurificació per l’anhídrid maleic (sortint de l’stripping), dos tancs pulmó, doscristal·litzadorsidosunitatsd’envasat.

• Àrea500:emmagatzematgedelproductefinal

Tant l’anhídrid ftàlic com l’anhídrid maleic, purs, sòlids, envasats i embalats,s’emmagatzemenal’àrea500,pertald’esperar-nelasevarecollidaivendre’ls.

• Àrea600:serveis

L’àrea600comprèn:- Tres tancs d’oli tèrmic, que l’emmagatzemen a temperatura ambient, per

abastir les necessitats del Switch Condenser (SC-300) en ocasions com laposadaenmarxail’arrencadadesprésdeparada.

- Dostancsdesalsòlida,queesfondràiesdestinaràalreactor(PFR-200)peralarespectivarefrigeració.

- Untanc(T-650)quefonlasalanterior i lacondicionapera l’entradaalbanydelreactor.

- Unadescalcificadoraques’encarregadecanviarelsionsdecalciperionsdesalde l’aigua de xarxa i, així, assegurar que circula pel procés sense causarobstruccionspercalcificació.

- Unatorrederefrigeracióquerestaural’aiguadeserveiilaretornaalprocésapuntperalasevare-utilització.


Página35de49

- Uncompressorqueaportaairecomprimitalscristal·litzadorsdel’àrea400(S-400iS-410).

- Dues preses de xarxa: una de gas natural, per a les calderes de procés (oli iorto-xilè), i una altra d’aigua, per a abastir les necessitats derefrigeració/calefacciódelsequipsquehorequereixin.

- Untancdegasnaturalliquat,perainertitzarelsequipsencasoscomlaposadaenmarxail’arrencadadesprésdeparada.

- Trescalderesqueescalfinaiguao lacanviïnd’estat,avapor,en funcióde lesnecessitats.

En definitiva, l’àrea 600 es destina a la contenció de tots aquells fluids i d’aquellessubstàncies que són externs a la línia principal però que es necessiten per acondicionarcertsequipsi/ocontribuirenlafased’arrencadadelaplanta.

• Àrea700:mediambient

L’àrea700esdestina a tractar les emissions gasosesquees generena laplanta.Estracta de corrents que, majoritàriament, estan compostes de diòxid de carboni isuposentalquantitatquesobre-passaelslímitsd’emissió,perlaqualcosatractar-lessuposaunrequisitindispensable.Aquestescorrentsesdevenende3llocs:

- Elsgasosdecombustiópertanyentsalacalderadel’orto-xilè.- Elsgasosdecombustiópertanyentsalacalderad’oli.- Elsgasosdecombustiópertanyentsales3calderesdeservei(àrea600).- Elsgasos incondensablesque surtendelSwitchCondenser i que serveixende

fluidrefrigerant,tantperl’AfterCoolercompelbescanviadordelbanydesal.

L’àrea, doncs, està composta per un ventilador i dues torres: el primer capta lesmencionades corrents des de diferents punts i les adjunta en una de sola, quecondueixfinsalaprimeratorre,d’absorció.Lasegonatorres’usaperalaregeneraciód’Amina,uncompostpartícipenl’absorciódeldiòxiddecarboni.AlcapítoldeMEDIAMBIENTs’aprofundeixeneltractament.També,al’àrea700hihaunabassad’homogeneïtzacióaons’acumulenlesdiferentspurguesper talquenoesdoninpicsen lesconcentracionsd’alguncomponent, tot i


Página36de49

quenohi conté contaminants, i espuguinabocaral clavegueramassegurantqueescompleixlanormativa.

• Àrea800:càrrega/descàrrega

Enaquestaàreaésonestrobensituadeslesboquesdecàrregaidescàrregadelstancsd’emmagatzematge i de serveis. És aquí, per tant, on arriben els camions, per adescarregar lesmatèriesprimeres/ fluidsdeservei, així comperaemportar-seelsproducteso residusquees generena laplanta.Amés, està equipadaambbalancesquesesituenalterra,ambl’objectiudepodercarregaridescarregarelscamions.

1.7. ServeisdisponiblesTotaplantaquímicarequereixd’unasèriedeserveis,queconstarand’unàreapròpia.Gràcies a ells es podrà adequar el procés a les condicions requerides per al seucorrectefuncionament.Elsserveissónimprescindiblesperalfuncionamentdelaplantais’hadegarantirunsubministrament continu i fiable, motiu pel qual representen la major part de ladespesaenergèticaieconòmicad’unaempresa.

Laplantadeproducciód’anhídridftàlicnecessitaràdelssegüentsserveis:- Energiaelèctrica- Gasnatural- Nitrogen- Airecomprimit- Clavegueram- Aiguad’incendis- Aiguadexarxa- Aiguadescalcificada- Terreny

D’aquestasèriedeserveis,n’hihaqueesdonaranencontinu:electricitat,gasnatural,fluidsrefrigerants,aiguadexarxa,etc.,id’altresendiscontinu.

La majoria de serveis es donaran en continu però també n’hi ha alguns quefuncionarannomésendiscontinu,comaraelnitrogenperalainertitzaciódelstancsala posada en marxa (ja que després el nitrogen que s’emprarà com a refrigerant


Página37de49

s’aniràrecirculant)ounadelescalderesdegasnaturalpera l’escalfamentdelasal,quenomésesfaràserviralaposadaenmarxa.

1.7.1. EnergiaelèctricaL’electricitatés imprescindibleperal funcionamentdelaplanta jaqueésnecessàriaper a alimentar tots els equips elèctrics. Es requerirà doncs d’un subministramentexterndel’energiaelèctrica.Esdisposaràd’unaconnexiódelíniaelèctricaestàndard,de20.000V.Pertant,caldràtambéun transformadorper convertir-lo al voltatgede treball, que sol serde380Vperalamajoriadelsequips.Enoperació,elsserveisconsumeixen7956kWh,desglossatentreelssegüentsequips:

Taula1.7.1.ConsumelèctricalaplantaenKwh.

Equip KWh Equip KWh Equip KWh Equip KWh

K-100 1153 P-301 0,19 P-430 0,00094 T-400 0,14K-110 1153 P-401 0,18 P-432 0,48 T-410 345K-120 1153 P-403 0,18 P-600 11,98 V-700 110K-600 1153 P-411 0,18 P-601 10,38 CH-300 2803P-100 0,52 P-413 0,18 P-603 1,75 SW-400 11P-101 0,81 P-421 0,00076 H-300 18 SW-410 11P-201 0,135 P-423 0,00076 T-300 19,04 TOTAL 7956.15

Encasdefalladadelsubministramentelèctric,laplantahad’assegurarqueelsserveissiguin funcionant, per tant, caldrà tenir un grup electrogen per seguretat. Aquestfuncionaràambgasnaturalis’encendràautomàticamentencasdetallelèctric,pertald’abastirtotalademandaelèctricadelaplanta.

1.7.2. GasnaturalEl gas natural serà necessari per a alimentar les diverses calderes i els grupselectrògens. Requerirà d’un subministrament extern a través de la xarxa de gasnatural.Esdisposaràd’unaconnexiódegasnaturalapeudeparcel·laamitjapressió(1,5kg/cm2)perabastirelsdiferentsequips,comaralescalderesielgrupelectrogen.Lacalderad’orto-xilèrequeriràde91kg/hdegasnatural,mentreque lacalderadel’oli de servei necessitarà 293 kg/h. Aquesta última només funcionarà per a lesposades en marxa, és a dir, dos cops a l’any. La caldera d’orto-xilè funcionarà encontinualllargdelaproducció.


Página38de49

1.7.3. NitrogenEl nitrogen és necessari per a la inertització dels equips on hi ha risc d’explosió od’incendi i per al sistema de control de pressió dels tancs. Requerirà d’unsubministramentexternd’aquest,queseràproveïtenuntanccriogènicdenitrogen.Lainertitzaciódelsequipsésindispensableperamantenirlescondicionsdeseguretatòptimes a la planta, especialment a les zones ATEX. Requeriran de inertització elstancs d’emmagatzematge d’orto-xilè i els tancs pulmó intermedis que es trobinpressuritzats.La inertització és un mètode segur i fiable per assegurar les condicions òptimesd’operació i seguretat a la planta. Aquesta es realitza mitjançant nitrogen liquatsubministratentancsde500L,ambelquals’omplenelsequipsdurant5-10min,queelimina l’aire i lahumitatde l’interiorsubstituint-lapernitrogen idisminuintaixíelriscd’explosiói/oincendis.Elrequerimentdenitrogenalaplantaseràde1.116.855m3anualsdenitrogengasil’empresaelsubministraentancsde500Ldenitrogenliquat.

1.7.4. AirecomprimitL’airecomprimitésnecessariperl’accionamentdelsaparellspneumàtics,comaralesvàlvules,elsistemadecontrol,elscristal·litzadorsilescalderes.Requeriràd’electricitatperalseufuncionamentid’uncompressord’aire.Escomptaambuncompressorperal’àreadeserveisitresperalpropiprocésque,encas de fallada del de serveis, podrien assumir els seus requeriments entre totsaugmentantlapotènciad’aquests.

1.7.5. AiguadexarxaL’aigua de xarxa (sense tractament) es requerirà per a les zones d’on es requereixiaiguapotable(laboratoris,oficines,jardins,etc.).Tambéesnecessitaràperaunasèried’equips,totiqueprevitractamentd’aquesta(veureaiguadescalcificada).Requeriràd’una connexiódirecta a la xarxadedistribuciód’aigua, que es trobarà al’entradadelaplantamitjançantunaescomesaapeudeparcel·laa4kg/cm2ambundiàmetrede200mm.L’aiguaseràtransportadadesdelapresadexarxamitjançantlaunasèriedecanonadesfinsalesdiferentsàreesquerequereixend’aquestservei.


Página39de49

1.7.6. AiguadescalcificadaL’aigua descalcificada serà necessària per al funcionament dels equips de serveis id’extinciód’incendis,comaralescalderesdegasnatural,otambéperalstancs.Requerirà d’aigua de xarxa i d’un equip descalcificador industrial. Funcionarà endiscontinujaqueenprincipi,noméss’utilitzaràalaposadaenmarxadelaplantapertaldedescalcificarelcabaliniciald’aiguaquedespréss’aniràrecirculantgràciesalatorre de refrigeració. Per tant, només caldrà tornar-lo a utilitzar a les paradesprogramadesoquans’hagidereintroduiraigua.Laduresadel’aigua,comaralacalçielmagnesi,s’had’eliminarpertald’evitarqueesfacinmalbéelsequipsjaqueaquestessalspodenprecipitariformarincrustacions.El principi de funcionament del descalcificador és eld’unareïnad’intercanviiònicque,entravessarl’aiguaa través d’ella, les salts dissoltes de carbonats soncaptades,cedintl’ióiintercanviant-loperiósodi,queéselqueinclouladescalcificadora.L’aiguadesortidade la descalcificadora està carregada de sals decarbonatsòdicperòaquestesnoocasionenproblemesja que no precipiten ni formen incrustacions, demaneraqueespodenretirarfàcilmentmitjançant lespurguesdelescalderes.Eldescalcificador,doncs,ésunrecipientcarregatdereïnesdeclorursòdic.Ambl’úscontinuat es pot esgotar el sodi de les reïnes, de manera que cal recarregar-les.Aquestesespodenregenerarfentcircularsalmorraoaiguaambclorursòdicperlesmateixes.Comqueeldescalcificadornoesfaràservirencontinu,aquestarecàrregaespodràferenqualsevolmoment.El cabald’aiguaa tractar seràde9,102m3/h,per tant, s’escolliràundescalcificadord’aiguadelmodelUltra-LineHAdel’empresaCulligan®,quetécapacitatperacabalsd’entre18i34m3/h.Esfabricaenacerd’altaresistènciaambunrecobrimentd’epoxid’ús alimentari per evitar la corrosió. L’equip es totalment automàtic gràcies a uncontroladorCulliganilesvàlvulesdeplàsticNoryl. Laregeneracióespotestablirenfunciódeltemps,volumoqualitatdel’aiguasegonssiguinlesnecessitats.


Página40de49

1.7.7. TorrederefrigeracióS’utilitzaràuna torrederefrigeracióperrecuperar l’aiguaa la sortidadelsdiferentsdels diferents equips de la planta i així minimitzar costos recirculant-la, ja queresultariaunadespesaenormeferservircontínuamentaiguadexarxa.Degutaqueelsfluidsrefrigerantsdelaplantanoseranaigua(nitrogen,olitèrmic,salfosa,etc.) lesnecessitatsd’aiguaderefrigeraciósónbaixesencomparacióad’altresplantes en les quals s’utilitza l’aigua com a fluid refrigerant. S’haurà de recuperaraiguad’algunstancsidelChiller,concretament9.501,7kg/h(lesdadesdesglossadesestrobenal’apartat11.13.2.delManualdecàlcul).N’hihadostipusdetorresderefrigeració:

- Torresdecircuitobert:sónequipsderefrigeraciódirecta,enelsqualsexisteixun contacte directe entre l’aigua a refrigerar i l’aire que circula encontracorrent a través de la torre de rebliment. L’aigua transfereix l’energiacaloríficaal’airemitjançantevaporaciófinsarribarasaturar-lo

- Torresde circuit tancat: sónequipsde refrigeració indirecta, en elsqualsnoexisteixcontactedirecteentreellíquidarefrigerarquecirculaperunserpentíil’aiguaactuacomaelementrefrigerant.

S’escollirà treballar amb una torre de circuittancatjaqueéslamilloropcióquanesvolqueelcabal de fluid a refrigerar mantingui lespropietatsquímiquesifísiquesconstantsalllargde temps sense ser contaminat per elementsexterns.

La torre de refrigeració s’escull entre els models dels catàlegs de fabricantsreconeguts al sector. El proveïdor escollit és l’empresa EWK® amb una torre derefrigeraciódecircuittancatdelmodelEWK-C441/3.Elsparàmetresquehanajudataescollir el model, juntament a les dimensions d’aquests, es troben detallats al fulld’especificacions.


Página41de49

1.8. ProgramaciótemporalimuntatgedelaplantaConeixent les diferents especificacions de la planta es procedeix a estimar laconstrucciód’aquestamitjançantundissenydelestasquesambdiagramadeGantt.


Página42de49

Figura1.8.1.DiagramadeGanttdelaconstrucciódelaplanta.


Página43de49

1.9. BalançdematèriaSeguidament es mostraran les dades obtingudes del balanç de matèria, per cadacorrentdelaplanta:


Página44de49

Taula1.9.1.Balançdematèriadeprocésdeproducciód’anhídridftàlic,part1.

nºcorrent 1 2 3 4 5Temperatura(ºC) 110 205 20 20,12 205Pressió(kPa) 210 200 101,3 230 200Fracciódevapor 1 1 0 0 1Cabalvolumètric(m3/h) 50080 65620 5,395 5,396 891,2Entalpia(kJ/kmol) 2,49·103 5,30·103 -2,53·104 -2,53·104 4,92·104Cabaldecalor(kJ/h) 8,21·106 1,75·107 -1,14·106 -1,13·106 2,21·106Dadesmàssiques x Q(kg/h) x Q(kg/h) x Q(kg/h) x Q(kg/h) x Q(kg/h)Ftalida Anhídridftàlic Anhídridmaleïc O-Tolualdehid Orto-Xilè 1 4.760 1 4.760 1 4.760Aigua Diòxiddecarboni Nitrogen 0,7671 73057 0,7671 73057 TAR Oxígen 0,2329 22183 0,2329 22.183 Cabalmàssic(kg/h) 95.240 95.240 4.760 4.761 4.762


Página45de49


nºcorrent 6 7 8 9 10Temperatura(ºC) 399,8 316,8 160 160 70Pressió(kPa) 130 105 70 70 65,59Fracciódevapor 1 1 0 1 0Cabalvolumètric(m3/h) 145.100 157.500 1,957 153.300 1,484Entalpia(kJ/kmol) -1,87·104 -2,15·104 -4,00·105 -2,52·104 -4,21·105Cabaldecalor(kJ/h) -6,32·107 -7,24·107 -5,51·106 -8,47·107 -5,86·106Dadesmàssiques x Q(kg/h) x Q(kg/h) x Q(kg/h) x Q(kg/h) x Q(kg/h)Ftalida 0 0,0207 0 0,0207 0 0,0105 0 0,0101 0 0,0091Anhídridftàlic 0,0414 4.140,1 0,0414 4.140,1 0,9661 2.001,8 0,0218 2.138,3 0,9865 1.932,6Anhídridmaleïc 0,0005 49,09 0,0005 49,09 0 0,1352 0,0005 48,952 0,0065 12,819O-Tolualdehid 0 1,3787 0 1,3787 0 0,0028 0 1,3759 0,0002 0,3041Orto-Xilè Aigua 0,0302 3.021,9 0,0302 3.021,9 0 0,0011 0,0308 3.021,9 0,0066 12,847Diòxiddecarboni 0,0585 5.853,7 0,0585 5.853,7 0,0597 5.853,7 0,0001 0,1271Nitrogen 0,7301 73.057 0,7301 73.057 0,7455 73.057 0,0001 0,2101TAR 0,0007 70 0,0007 70 0,0338 69,996 0 0,0044 0 0,0044Oxígen 0,1387 13.877,4 0,1387 13.877,4 0,1416 13.877,4 0 0,0529Cabalmàssic(kg/h) 1.000.070 1.000.070 2.070 97.998,6 1.959


Página46de49


nºcorrent 11 12 13 14 15Temperatura(ºC) 70 237 246,9 118,3 118,3Pressió(kPa) 65,59 65,59 27,80 65,59 100Fracciódevapor 1 1 1 0 0Cabalvolumètric(m3/h) 145.400 216.200 260.000 3,292 3,292Entalpia(kJ/kmol) -2,66·104 -2,15·104 -2,12·104 -4,11·105 4,11·105Cabaldecalor(kJ/h) -8,89·107 -7,20·107 -7,10·107 -1,14·107 1,14·107Dadesmàssiques x Q(kg/h) x Q(kg/h) x Q(kg/h) x Q(kg/h) x Q(kg/h)Ftalida 0 0,001 0 0,001 0 0,001 0 0,0196 0 0,0196Anhídridftàlic 0,0021 205,69 0,0021 205,69 0,0021 205,69 0,9761 3.934,4 0,9761 3.934,4Anhídridmaleïc 0,0004 36,13 0,0004 36,13 0,0004 36,13 0,0032 12,954 0,0032 12,954O-Tolualdehid 0 1,072 0 1,0712 0 1,0712 0,0001 0,3069 0,0001 0,3069Orto-Xilè Aigua 0,0313 3.009,0 0,0313 3.009,0 0,0313 3.009,0 0,0032 12,848 0,0032 12,848Diòxiddecarboni 0,0609 5.853,6 0,0609 5.853,6 0,0609 5.853,6 0 0,1271 0 0,1271Nitrogen 0,7607 73.056,8 0,7607 73.056,8 0,7607 73.056,8 0,0001 0,2101 0,0001 0,2101TAR 0,0174 70 0,0174 70Oxígen 0,1445 13877,4 0,1445 13.877,4 0,1445 13.877,4 0 0,0529 0 0,0529Cabalmàssic(kg/h) 96.039,7 96.039,7 96.039,7 4.030,9 4.030,9


Página47de49


nºcorrent 16 17 18 19 20Temperatura(ºC) 128,3 118,7 60,61 155,7 257Pressió(kPa) 58 30 20 20 40Fracciódevapor 0 1 1 0 0Cabalvolumètric(m3/h) 3,319 91,5 101,2 0,008791 4,032Entalpia(kJ/kmol) -4,09·105 -2,53·105 -2,36·105 -4,31·105 -3,94·105Cabaldecalor(kJ/h) -1,13·107 -2,14·105 -1,72·105 -4,90·104 -1,06·107Dadesmàssiques x Q(kg/h) x Q(kg/h) x Q(kg/h) x Q(kg/h) x Q(kg/h)Ftalida 0 0,0196 0 0Anhídridftàlic 0,9761 3.934,4 0,0222 0,2499 0,9821 3.934,7Anhídridmaleïc 0,0032 12,954 0,4447 10,9659 0,0005 0,0072 0,9565 10,7844 0,0005 1,9333O-Tolualdehid 0,0001 0,3069 0,0158 0,3896 0,0116 0,1557 0,0213 0,2402 0 0,0135Orto-Xilè Aigua 0,0032 12,848 0,5231 12,8992 0,958 12,8992 0 0,0002 Diòxiddecarboni 0 0,1271 0 0 0 0 Nitrogen 0,0001 0,2101 0,0163 0,4031 0,0299 0,4033 TAR 0,0174 70 0,0174 69,736Oxígen 0 0,0529 0 0 0 0 Cabalmàssic(kg/h) 4.030,9 24,658 13,465 11,275 4.006,3


Página48de49


nºcorrent 21 22Temperatura(ºC) 300,1 219,8Pressió(kPa) 13 13Fracciódevapor 0 0Cabalvolumètric(m3/h) 0,08034 3,793Entalpia(kJ/kmol) 3,79·105 -4,12·105Cabaldecalor(kJ/h) 1,01·105 -1,10·107Dadesmàssiques x Q(kg/h) x Q(kg/h)Ftalida 0Anhídridftàlic 0,0003 0,0188 0,9991 3.934,6Anhídridmaleïc 0,0005 1,9333O-Tolualdehid 0,0135Orto-Xilè Aigua Diòxiddecarboni Nitrogen TAR 0,9997 68,258 0,0004 1,478Oxígen Cabalmàssic(kg/h) 68,277 3.938,1


Página49de49

1.10. Bibliografia

• Auroyetal.20Jul1977.MethodofpreparingPhtalicAnhydride.Rhone-Progil,Paris,France.

• Aichingeretal.9Apr1991.PreparationofPhtalicAnhydridefromO-Xylene.

BASFAktiengesellschaft,Ludwigshafen,Fed.Rep.OfGermany

• ©CulliganEspaña.“DescalcificadoresdeaguaCulligan”www.culligan.es/equipos-descalcificacion/Datadeconsulta:17-01-18.

• EWKTorresderefrigeración.“Torresderefrigerción–EWK-C”https://www.ewk.eu/index.php/producto/es/ewk-cDatadeconsulta:15-01-18.

Projecte final de grau Planta de producció d’Anhídrid Ftàlic · 2018. 6. 7. · Projecte de...

Documents

Transcript of Projecte final de grau Planta de producció d’Anhídrid Ftàlic · 2018. 6. 7. · Projecte de...