Diseño de un reactor de hidroformilación, con recuperación de catalizador, para la producción de etilhexanol (40000 Tm/año)

Abstract

[ES] El 2-etil-hexanol se produce a partir de olefinas, gas de síntesis e hidrógeno, por la condensación aldólica del n-butiraldehído, seguido por la hidrogenación del hidroxialdehıdo resultante. El empleo de este producto se extiende a los sectores de disolventes, sabores y fragancias, y especialmente como un precursor para la producción de emulgentes y plastificantes En este proyecto se aborda el diseño de un reactor para la transformación de propileo (hidroformilación) para obtener n e iso butiraldehido, que posteriormente se separan mediante destilación. Se trata de un proceso intermedio en el proceso global de obtención de etilhexanol. Las condiciones de operación son de alta presión (200-350 bar) y temperaturas elevadas (100-150 ºC), por lo que el diseño mecánico es muy importante.

El objetivo alcanza a dicho diseño dentro de las competencias propias del título de grado en ingeniería química.

La estructura de la memoria incluye el estado del arte de la producción de etilhexanol, asi como las diferentes alternativas del denominado proceso de hidroformilación. Una vez seleccionado el sistema se planteará el diagrama de flujo completo, las especificaciones del diseño, los balances de materia y energía, así como las líneas de presión y temperatura.

El diseño desde el punto de vista de ingeniería química se abordará mediante la optimización del funcionamiento del reactor con ayuda de MATLAB, mientras que el diseño mecánico se extenderá a la selección de materiales y al sistema de control de seguridad del proceso. Finalmente se realizará el correspondiente estudio económico para valorar la repercusión de este proceso en la producción de etilhexanol.

Con el trabajo propuesto el alumno podrá desarrollar las competencias asociadas al TFG al máximo nivel.

[EN] 2-Ethylhexanol is produced from olefins, synthesis gas and hydrogen by the aldol condensation of n-butyraldehyde, followed by hydrogenation of the resulting hydroxyaldehyde. The use of this product extends to the sectors of solvents, flavors and fragrances, and especially as a precursor for the production of emulsifiers and plasticizers. This project addresses the design of a reactor for the transformation of propylene (hydroformylation) to obtain n and iso butyraldehyde, which are then separated by distillation. This is an intermediate process in the global process of obtaining ethylhexanol. The operating conditions are high pressure (200-350 bar) and high temperatures (100-150 ºC), so the mechanical design is very important.

The goal reaches such a catalitic reactor design within the competences of the undergraduate degree in chemical engineering.

The memory structure includes state of the art production ethylhexanol, as well as the different alternatives for hydroformylation processes. Once the system is selected, the complete flow diagram, design specifications, mass and energy balances as well as pressure and temperature lines will be considered. The design from the point of view of chemical engineering will be addressed by optimizing the operation of the reactor with the help of MATLAB, while the mechanical design will extend to the selection of materials and the process safety control system. Finally the corresponding economic study will be carried out to assess the impact of this process on the production of ethylhexanol.

With the proposed work the student will be able to develop the competences associated with the Final Project at the highest level.