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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE PACHUCA

MAYRA DIANE HERNÁNDEZ CRUZ

MARITZA HERNÁNDEZ MORENO

SÍNTESIS Y OPTIMIZACIÓN DE PROCESOS.

OBTENCIÓN DE CLORURO DE VINILO

INGENIERÍA QUÍMICA 12200905

Proceso para elaborar el Cloruro de vinilo

Descripción química

Diagrama de flujo de bloques (principales unidades del proceso)

Proceso de elaboración

usos

Materias primas

Reacciones químicas

Unidades de proceso

Tamaño del mercado mundial

Valor del cloruro de vinilo

Descripción química cloruro de vinilo

El cloruro de vinilo es un gas incoloro. Se incendia fácilmente y es inestable a altas temperaturas.

olor levemente dulce.

sustancia manufacturada y no ocurre naturalmente.

Se puede formar por la descomposición de otras sustancias tales como el tricloroetano, tricloroetileno y el tetracloroetileno.

El cloruro de vinilo se usa para fabricar cloruro de polivinilo (PVC).

El cloruro de vinilo es conocido también como cloroeteno, cloroetileno y monocloruro de etileno.

La fórmula química del cloruro de vinilo es

C2H3Cl/H2C=CHCl

su masa molecular es de 62,5 g/mol.

Punto de ebullición: -13ºC

Punto de fusión: -154ºC

Densidad relativa (agua=1): 0,9

Solubilidad en agua (g/100ml a 25 ºC): 0,3

Cloruro de vinilo

El cloruro de vinilo tiene una producción mundial del orden de 20 millones de toneladas. Cualquier producto que tenga una producción de esa magnitud se puede producir por varias alternativas.

Históricamente el primer proceso industrial para la producción de cloruro de vinilo fué desarrollado en Alemania por la Griesheim - Elektron. Se basaba en la adición de cloruro de hidrógeno al acetileno procedente del carburo. Posteriormente se usó acetileno procedente de la petroquímica.

Materias primas

ETILENO: Esta materia prima no reporta importaciones o exportaciones en el país. Debido a esto es posible pensar que el requerimiento nacional de este producto está satisfecho por la producción nacional. El 18% de la producción anual (121 millones de toneladas) de etileno está destinado a la obtención de cloruro de vinilo.

CLORO: Esta materia prima tiene una producción mundial que asciende a unos 40 millones de Toneladas; el mayor productor es Estados Unidos con el 29,2% y América Latina aporta el 5% de la producción mundial.

Materia prima para la elaboración de MVC.

El etileno procede normalmente de un cracker con

vapor

El cloro de gas debe ser seco y libre de inertes (O2, N2 y CO2)

Exportaciones colombianas de cloro

Fuente: brújula Empresarial. estadisticas

MERCADO Y PRODUCCION DE CLORURO DE VINILO (CV)

Análisis Económico Uno de los principales factores que determinan si un proceso de producción es rentable, es la caracterización económica que se tenga del producto en el país, ya que si la demanda de este ya está satisfecha por empresas colombiana, no vale la pena montar otra planta de producción.

Importaciones realizadas en Colombia en un periodo comprendido entre el año 2003 a 2007.

Importaciones colombianas de cloruro de vinilo

Fuente: brújula Empresarial. estadisticas

El Cloruro de vinilo se importa en grandes cantidades en Colombia.La producción mundil del compuesto es de 20 millones de toneladas anuales

Precios de materias primas y producto

Fuente : Chemical Marketing Reportes

Proceso de

producción

• La reacción del etileno y cloro da lugar al monómero cloruro de vinilo (VCM), obteniéndose previamente el producto intermedio dicloretano (EDC). En los inicios de la producción de VCM, se usaba principalmente el acetileno; en la actualidad sólo se produce así el 7% del VCM y el resto se obtiene por oxicloración.

Equipos empleados para la obtención del cloruro de vinilo Reactores,para la producción de las reacciones químicas que intervienen en el proceso ,

pueden ser de cloruro de etileno, la descomposición de dicho cloruro para obtener cloruro de vinilo y la oxicloraxion, reacción para oxidar el acido clorhídrico.

Torres de lavado de gases de destilación:Para la separación de los productos secundarios de la producción como pueden ser el acido clorhídrico, el cloruro de etileno.

Condensadores : para refrigerar sustancias y guardarla en un deposito o bien para darle a la mezcla una tenmperatura adecuada al tratamiento que después se le tenga que hacer

Tanques: se utilizan para guasrdar el cloruro de vinilo, es un fluido licuado y asi evitar la acumulación de gases en el tanque y el riesgo de exploxion disminuyyer.

Las reacciones que intervienen son las siguientes:

reacción de cloración directa

reacción de oxicloración

destilación de donde se obtiene el VCM producto y se separan el HCl

Cloración Directa Adición del cloro al

etileno

que se efectúa preferentemente en fase liquida en un reactor de burbujeo con el producto de reacción como medio de reacción, que contiene disuelto FeCl3, CuCl2 o SbCl3.

Oxicloración

Por oxicloración del etileno con cloruro de hidrógeno y 02 o aire.

Este proceso se realiza en fase gaseosa

Como catalizador se usa CuCl2

El proceso de oxicloracion de hidrógeno, el etileno y el oxigeno reaccionan en fase gaseosa

La reacción es catalizada por una sal de cobre, es exotermica

Se obtiene dicloroetano y vapor de agua

Pirolisis o sección de craqueo

La transformación posterior del 1,2 dicloroetano se

hace por dehidrocloración en fase gaseosa.

Se puede usar pómez o carbón impregnados con BaCl.2, o ZnCl2 como catalizador (corta duración del catalizador.

la selectividad del 95% para la reacción catalizada,

El proceso de depuración comprende las siguientes etapas:

Diagrama de bloques producción de MVC

Usos principales del cloruro de vinilo El cloruro de vinilo se usa especialmente como monómero y en pequeña cantidad

como comonómero para la obtención de polímeros.

Una pequeña porción se usa para obtener clorados del etano (a partir del 1,2 Dicloroetano)0 El propio 1,2 dicloroetano se utiliza como disolvente de resinas, asfalto, bitumen y caucho, así como extractor de grasas y aceites

El cloruro de vinilo se emplea en su casi totalidad (96-98%) para la fabricación de cloruro de polivinilo o polivinilcloruro (PVC).

El restante 2-4% se emplea en la síntesis de hidrocarburos clorados específicos, como el 1,1,1-tricloroetano; el 1,1,2-tricloroetano, y el cloruro de vinilideno.

A nivel industrial, se usa el cloruro de vinilo para la producción de polímeros.

Aproximadamente el 25% de la producción mundial de cloro se utiliza para la producción de cloruro de vinilo.

En la industria plástica (polímeros) el uso del cloruro de vinilo está distribuido aproximadamente en 55% paratuberías, 15% para películas, 10% para recubrimientos y 10% para productos moldeados«,

Bibliografía:

Química orgánica industrial

 Escrito por Klaus Weissermel,Hans-Jürgen Arpe

Instituto de Ingeniería de Procesos Químicos: http://iipq.ua.es/es/documentos/-gestadm/otras-actividades/jornadas-tecnologicas/jornadas-tecnologicas-sintesis-y-optimizacion.pdf