PROCESO DEL DME (SÍNTESIS Y OPTIMIZACIÓN DE PROCESOS)

Tecnológico Nacional de México Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez (ITTG) Carrera: Ingeniería Química Asignatura: Síntesis y Optimización de Procesos Diagrama de Proceso de Obtención del DME Grupo: Q7A Catedrático: Ing. Amin Rodríguez Meneses Nombre de los integrantes: Cruz Solís Endy Hernández Encino Jaqueline Alejandra Santos Vázquez Ariadna Solís Cordero Merin Yunue Zacarías Cruz Alexia Belén Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, a 09 de septiembre 2024

Síntesis de obtención de Dimetil Éter (DME)

SECCIÓN 01

Diagrama de Flujo de Proceso

Proceso de Obtención del Dimetil Éter

Mejora del Proceso de Obtención del Dimetil Éter (1)

Mejora del Proceso de Obtención del Dimetil Éter (2)

Reacción Química

La producción de DME se realiza mediante la deshidratación catalítica del metanol sobre un catalizador de zeolita ácida. La reacción principal es:

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Tanque de almacenamiento

DIMENSIONES Y CONDICIONES DE OPERACIÓN

• Requiere unas 75 libras por pulgada cuadrada (psi) de presión para estar en forma líquida.
• Deben mantenerse en tanques de almacenamiento presurizados a temperatura ambiente.

mps

Vapor de presión media: 10-15 barg (sat).

mps

Vapor de presión media: 10-15 barg (sat).

Metanol

Se trata de un líquido que mientras permanezca a temperatura ambiente, es incoloro, muy ligero y tiene muy poca densidad, pero a la vez es tóxico e inflamable.

Condiciones de operación a la entrada del metanol

Presión cercana a la atmosférica o la atmosférica y temperatura ambiente (25°C).

Tanque de almacenamiento

El metanol se almacena en tanques exteriores con techos flotantes y tanques menores flotantes con deflectores internos, Conectados a tierra.

• Las tuberías y válvulas deben estar etiquetadas con el sentido del flujo.
• Se deben utilizar dispositivos infrarrojos para detectar calor y medir la temperatura de forma remota.

DIMENSIONES

• Capacidad de almacenamiento requerida: Aprox. 5,550 toneladas de metanol.
• Volumen del tanque: Aproximadamente 7,010 m³.

• Diámetro de 21 metros y altura de 20 metros.

• Condiciones de operación: Presión cercana a la atmosférica y temperatura ambiente.

FIC

Control del caudal indicado.

E-201

Las condiciones típicas de temperatura y presión para entrar al reactor son: Temperatura: 220°C a 250°C Presión: 20 bar a 30 bar

Tanque de almacenamiento

En el proceso, el metanol fresco se mezcla con una corriente de reciclado proveniente de la segunda torre de destilación. Esta corriente contiene principalmente metanol no reaccionado, junto con pequeñas cantidades de agua y éter dimetílico que no se lograron separar en las torres de destilación.

DIMENSIONES Y CONDICIONES DE OPERACIÓN IGUAL QUE V-201

cw

Agua de enfriamiento: desde la torre de enfriamiento a 30°C se devuelve a menos de 45°C.

Torre de Destilación

Platos

• Las torres de destilación por platos mejoran la separación de metanol, DME y agua al definir mejor las etapas de equilibrio.
• Ofrecen flexibilidad para ajustar reflujo y carga de vapor, lo que optimiza la eficiencia energética.

DIMENSIONES

CONDICIONES DE OPERACIÓN

• Las torres de destilación por platos para síntesis de metanol y DME mide entre 20-40 m de altura;
• con diámetros de 1.5-3 m;
• tienen entre 20-50 platos.

• Operan a temperaturas de 40-150°C.
• Presiones de 10-20 bar, según la pureza y volumen de producción a conseguir.

LIC

Control de Nivel Indicado.

Reactor de Lecho fijo

• Reactores tubulares
• Reactores con soleras

• Permiten trabajar en varias etapas donde los tiempos de contacto son pequeños, en cada una de ellas se opera en un régimen aproximadamente adiabático.

• Permiten evacuar parte del calor producido por la reacción.

Ventajas

Dimensiones

1. Diámetro interior: 0,75 m.2. Altura del lecho catalítico: 5,1 m.3. Altura total (virola cilíndrica): 5,3 m.4. Espesor de la pared*: 9 mm (según NBE MV-102-1975).5. Fondos toriesféricos tipo Korbbogen: Parte superior e inferior, espesor de 9 mm (según NBE MV-102-1975).6. Bandeja para 2406 kg de catalizador: Espesor de 8 mm.

Material de Construcción

Para evitar corrosión y las condiciones de operación uso ACERO INOXIDABLE A.I.S.I 316.

Intercambiador de calor

Los intercambiadores de calor tubulares son fundamentales en plantas químicas para la transferencia de calor entre fluidos.

• Fácil mantenimiento y limpieza,
• Gran superficie de transferencia.

E-203

Las condiciones típicas de temperatura y presión para entrar a la primera torre de destilación son: Temperatura:100°C a 150°C Presión: 10 bar a 20 bar

Reactor de Lecho fijo

• Reactores tubulares
• Reactores con soleras

• Permiten trabajar en varias etapas donde los tiempos de contacto son pequeños, en cada una de ellas se opera en un régimen aproximadamente adiabático.

• Permiten evacuar parte del calor producido por la reacción.

Ventajas

Dimensiones

1. Diámetro interior: 0,75 m.2. Altura del lecho catalítico: 5,1 m.3. Altura total (virola cilíndrica): 5,3 m.4. Espesor de la pared*: 9 mm (según NBE MV-102-1975).5. Fondos toriesféricos tipo Korbbogen: Parte superior e inferior, espesor de 9 mm (según NBE MV-102-1975).6. Bandeja para 2406 kg de catalizador: Espesor de 8 mm.

Material de Construcción

Para evitar corrosión y las condiciones de operación uso ACERO INOXIDABL E A.I.S.I 316.

CONDICIONES DE OPERACIÓN

Temperatura entre 250 °C y 358 °C, Presión mínima de 15 bar.

FIC

Control del caudal indicado.

LIC

Control de Nivel Indicado.

cw

Agua de enfriamiento: desde la torre de enfriamiento a 30°C se devuelve a menos de 45°C.

Zeolita Ácida (HZSM-5) vs Alúmina

• La alumina es una opción más económica y fácil de regenerar, pero con menor selectividad y actividad catalítica.
• La zeolita es más eficiente y selectiva, pero más costosa y requiere condiciones específicas para su regeneración.

Es imprescindible que tenga lugar a temperaturas en un rango de 250°C a 400°C, y una presión superior a los 15 bar.

Intercambiador de calor

Los intercambiadores de calor tubos y coraza son fundamentales en plantas químicas para la transferencia de calor entre fluidos.

• Fácil mantenimiento y limpieza,
• Gran superficie de transferencia.

Condiciones de operación

• Presión máxima de 15 bar,
• Calentamiento del metanol: 100°C a 200°C.