Producción de Estireno en un Reactor de Membrana. Diseño Preliminar.

A. BACHILLER; M. L. RODRIGUEZ; J. OREJAS; D.E. ARDISSONE

Montevideo, Uruguay

Congreso; 9º CONGRESO INTERAMERICANO DE COMPUTACIÓN APLICADA A LA INDUSTRIA DE PROCESOS; 2009

Centro de Información Tecnológica (CIT), La Serena - Chile

El estireno (o vinil benceno) es un monómero clave en la fabricación de termoplásticos y caucho sintético. Diferentes rutas para producirlo han sido extensamente descriptas y analizadas (Cavani and Trifiró, 1995). Una alternativa a la deshidrogenación directa de etilbenceno, actualmente usada, es la producción de estireno por oxideshidrogenación de etilbenceno. En el presente trabajo se analiza el diseño de un reactor de membrana de carcasa y tubos, a escala industrial, para la deshidrogenación oxidativa de etilbenceno a estireno sobre un catalizador de P-O-Ni-Mn/Alúmina. La membrana utilizada es inorgánica porosa y, si bien no es permeoselectiva,  permite operar con flujos de oxígeno suficientemente altos para posibilitar el avance de la reacción.  La introducción de oxígeno a través de la membrana reduce su presión parcial en los tubos, con un considerable incremento en la selectividad a estireno, relativa a la alcanzada en el reactor convencional. El análisis cinético de este sistema se realizó en un trabajo previo (Ardissone y col., 2001). El procedimiento de diseño del reactor de membrana se lleva a cabo mediante la integración simultánea, empleando una rutina GEAR, de once ecuaciones diferenciales: ocho resultantes de los balances de materia para las diferentes especies en el sistema (seis en el lado de los tubos y dos en el lado de la carcasa), dos resultantes de los balances de energía (en los tubos y en la carcasa) y una  para la caída de presión (en los tubos).  Un modelo pseudo-homogéneo unidimensional, en estado estacionario, se utiliza para el diseño y análisis del reactor multitubular. Se analiza la influencia de diferentes variables operativas sobre la performance del reactor: temperaturas de alimentación en los tubos y en la carcasa, composición de la alimentación, y presión de alimentación a los tubos y la carcasa. Referencias Referencias D. Ardissone, A. Bachiller, M.Ponzi, J. Orejas. Oxidehydrogenation of ethylbenzene to styrene on P-O-Ni-Mn/Alumnia catalyst.  Reaction Kinetics and the development of catalytic processes, Edited by G.F. Froment and K.C. Waugh, Elseiver, (2001). F. Cavani, F. Trifiró. Alternative processes for the production of styrene. App. Cat. A:General 133, 219-239 (1995).