Universidad Autnoma de Nuevo LenFacultad de Ciencias QumicasIngeniero QumicoIntroduccin a la ingeniera qumica.Polmeros: Produccin de poliestireno Responsable:M.C. Mara Teresa Castillo Escobedo

Alumno:Arturo Hernndez MoralesGrupo: 5 ID: 1579025

05 de diciembre de 2013/ Monterrey. N.L

Produccin del Poliestireno1. Introduccin del proceso

A. Definicin del Poliestireno El poliestireno es un material termoplstico incoloro y transparente producido de brea de carbn y gas petrleo. Tiene una elevada fuerza de tensin, pero su resistencia al impacto es baja. Este polmero es muy resistente a qumicos inorgnicos, incluso a la accin de cidos fuertes, pero no lo es para muchos solventes orgnicos. Actualmente es soluble en hidrocarburos aromticos y purificados. Este es muy resistente al agua, tiene una excelente estabilidad dimensional y propiedades elctricas sobresalientes. Tambin puede ser teido para darle un mejor atractivo fuera de afectar su transparencia. B. Tipos de poliestireno. Poliestireno cristal:El producto de la polimerizacin del estireno puro se denomina poliestireno cristal o poliestireno de uso general (GPPS, siglas en ingls). Es un slido transparente, duro y frgil. Es vtreo por debajo de 100C. Por encima de esta temperatura es fcilmente procesable y puede drsele mltiples formas. Caucho SBS:El poliestireno es tambin un componente de un tipo de caucho duro llamadopoli(estireno-butadieno-estireno), o caucho SBS. El caucho SBS es un elastmero termoplstico. Poliestireno de alto impacto HIPSSe obtiene porpolimerizacinpor radicales libres del monmero estireno, por agregado de cauchopolibutadieno a la mezcla. El polibutadieno tiene enlaces dobles en su estructura, capaces de polimerizar. Se obtiene el polibutadieno copolimerizando con el monmero estireno. Copolmero llamado copolmero de injerto. Este es un polmero con cadenas que surgen de l y que son de diferente clase de la cadena principal. En este caso, se trata de una cadena de poliestireno con cadenas de polibutadieno que emergen de ella. Poliestireno extendidoEl poliestireno expandido, conocido como "corcho blanco", es un plstico bastante frgil y muy sensible a prcticamente todos los disolventes. Est dotado de un excelente comportamientodielctricoy es de fcil. Se utiliza principalmente en la industria para envases frigorficos, vasos desechables del tipo trmico o empaques para el uso electrnico, entre otros.C. Mtodos de produccin y usosLos materiales de poliestireno pueden ser fabricados de manera fcil por muchos procesos, comunes para muchos termoplsticos, incluyendo el moldeado por inyeccin, estrujado y orientacin y moldeado a compresin.El proceso ms utilizado en la actualidad para el poliestireno se basa en la polimerizacin radical en masa. "Radical" significa que la reaccin es iniciada por radicales libres, generados bien trmicamente bien mediante molculas especficas denominadas iniciadores. "En masa" significa que el medio de reaccin est formado esencialmente por estireno y poliestireno, aadindose a veces otro hidrocarburo inerte perfectamente miscible con el estireno, a menudoetilbenceno, que sirve para moderar la velocidad de reaccin. Las lneas basadas en procesos en emulsin y en solucin han quedado anticuadas hoy da, siendo reservadas a la produccin de grados de especialidad.Existen numerosas licencias de proceso de estireno disponibles en el mercado. Se diferencian en detalles tecnolgicos que tratan de mejorar tanto la calidad del producto como la productividad del proceso pero en esencia el fondo del proceso es el mismo para todas.2. Materias primas y variables del proceso A. Materias primas Estireno monmeroEl estireno por ser un compuesto orgnico voltil, requiere ser almacenado bajo condiciones especiales de atmsfera inerte.La reaccin principal que describe la produccin de estireno corresponde a :

Pentano. Agua refrigerada. Materiales como complemento del servicio cartones de todo tamao paraadaptar a los productos a ser empacados:

B. Variables de proceso

Toque de agitacin Temperatura Presin Tiempo de reaccin

3. Descripcin del proceso industrialEtapa 1: pre expansinEl Poliestireno Expandible, en forma de granos, se calienta en preexpansores con vapor de agua a temperaturas situadas entre 80 y 110C aproximadamente, haciendo que el volumen aumente hasta 50 veces el volumen original. Durante esta etapa los granos son agitados continuamente, es donde la densidad final del EPS es determinada. En funcin de la temperatura y del tiempo de exposicin la densidad aparente del material disminuye de unos 630 kg/m a densidades que oscilan entre los 10 30 kg/m. Luego de la Pre expansin, los granos expandidos son enfriados y secados antes de que sean transportados a los silos.Etapa 2: reposo intermedio y estabilizacin Durante la segunda etapa del proceso, los granos pre expandidos, conteniendo 90% de aire, son estabilizados durante 24 horas .Al enfriarse las partculas recin expandidas, en la primera etapa, se crea un vaco interior que es preciso compensar con la penetracin de aire por difusin. De este modo las perlas alcanzan una mayor estabilidad mecnica y mejoran su capacidad de expansin. Este proceso se desarrolla durante el reposo intermedio del material pre expandido en silos ventilados. Al mismo tiempo se secan las perlas.Etapa 3: AlmacenamientoEn esta etapa las perlas pres expandidos y estabilizados se transportan a un silo donde son almacenadas y luego de 24 horas estarn listan para ser utilizadas como material de empaque de cualquier tipo de producto.

4. Diagrama de flujo del proceso

5. Operaciones y procesos unitariosA. Operaciones unitarias Estrujado Lubricado Almacenamiento Condensado Modelacin Enfriamiento SecadoB. Procesos unitarios Polimerizacin

6. ServiciosA. Transferencia de aceite calienteLa transferencia de aceite caliente a bajas presiones es suministrada por una caldera calentadora de aceite combustible a control automtico con 800,000 Kcal/hora.B. Potencia elctricaSe requiere corriente alterna trifsica a 440/220 voltios y 50 hertz para iniciar los motores y los calentadores, y una fase simple de 110 voltios para iluminacin y operacin de los instrumentos. El total de Kw necesarios est estimado en 450 Kw. La planta puede cerrarse con seguridad en el caso de fallas de potencia, pero un suministro de iluminacin de emergencia es necesario para la seguridad del personal durante la falla del suministro normal.C. RefrigeradaEl agua refrigerada es normalmente reciclada a travs de una torre de refrigeracin atmosfrica. Este ser liberado de pequeos materiales, material suspendido y corrosivo.

7. Estadstica del procesoConsumo Aparente Mundial de Termoplsticos ao 2000. (Comprende: polietileno, polipropileno, poliestireno y policloruro de vinilo)

Pas o regint/ao

Estados Unidos26.800.000

Canad2.600.000

Mxico2.200.000

Amrica Latina (menos Mxico)6.200.000

Europa Occidental27.100.000

Europa Oriental4.100.000

frica y Oriente Medio6.100.000

Japn8.100.000

Asa (menos Japn)34.300.000

Total117.500.000

El perfil de usos es el siguiente:Segmento(%)

Envasamiento45,0

Construccin13,0

Industria elctrica y electrnica10,0

Automotriz7,0

Agro3,5

Domstico3,0

Muebles, decoracin3,0

Otros15,5

Poliestireno separado del desecho

Un nmero de opciones para el manejo de desperdicios est disponible. Una opcin, llamada reduccin desde el origen, significa que con el tiempo menos material es utilizado para fabricar el mismo producto. Este proceso tambin se le llama lightweighting o downgauging. De acuerdo a un reporte de Franklin Associates, los productos de empaque para el servicio alimenticio hechos de poliestireno redujeron desde su origen por aproximadamente 9 por ciento entre 1974 y 1994. Eso se traduce en 800,000 toneladas de poliestireno que se ha reducido desde el origen. En el fundamento de producto por producto, el efecto estimado de los cambios ha estado en el rango de 2 a 25 por ciento.Las importaciones brasileas de poliestireno (PS) subieron 28% en el primer semestre del ao hasta alcanzar los US$30,6mn. Por su parte, las importaciones de poliestireno expandido (EPS) se elevaron 53% a US$44,4mn.8. Ventajas y desventajasA. Ventajas Fabricacin con bajo costo energtico y sin elementos contaminantes. Eficiencia Energtica, proteccin integral y Responsabilidad Ecolgica. Facilidad de uso.B. Desventajas Baja resistencia a la alta temperatura (se deforma a menos de 100C, excepto en el caso del poliestireno sindiotctico). Resistencia mecnica modesta.9. ConclusinPara concluir, se defini al poliestireno como un polmero termoplstico que se obtiene de la polimerizacin del estireno. Este se utiliza para la fabricacin de envases para transporte areo, cajas para productos congelados, vasos trmicos, tortilleros etc. Existen diversos procesos de produccin del poliestireno, pero el proceso utilizado se elige de acuerdo al producto donde se emplear el poliestireno. Como se pudo ver el proceso es complejo, as es que se necesita la maquinaria y materias primas suficientes para poder llevarlo a cabo. Este plstico es muy utilizado mundialmente. Como todo material tiene sus ventajas y sus desventajas, este cuenta con ser reciclable, y usa poca energa para su produccin, aparte de no emitir contaminantes, mientras que su principal desventaja es su poca resistencia a altas temperaturas.

Bibliografa1. http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.mx/2011/09/los-plasticos-en-numeros.html2. http://repositorio.utn.edu.ec/bitstream/123456789/1402/1/Tesis.pdf3. http://turnkey.taiwantrade.com.tw/showpage.asp?subid=168&fdname=CHEMICAL+MATERIAL&pagename=Planta+de+produccion+de+poliestireno+(PS)4. W. Billmeyer Fred. Ciencia de los polmeros. Editorial revert S.A. 1975. ISBN: 84-291-7048-05. Surez B. Trino. Qumica industrial y procesos industriales . Editorial Pearson. 2004. ISBN: 19-201-4910-2