SÍNTESIS DE DIMETIL ÉTER A PARTIR DEL METANOL

A continuación se llevará a cabo la producción de dimetil éter a partir de la deshidratación catalítica del metanol.

Diagrama de flujo de los equipos

El diagrama propuesto comienza con una alimentación de metanol puro que se encuentra a condiciones estándar de 25°C y 1 bar. Posteriormente la corriente 2 conduce a una ¿bomba? Que aumentará la presión de la corriente hasta los 14.7 bar, pasará por un cambiador de calor, que aumentará su temperatura a 250°C, ya que se recomiendan éstas condiciones para la entrada al reactor. Una vez que la corriente 4 ingresa se lleva a cabo la reacción de deshidratación del metanol, con un catalizador de Al2O3.

Como productos se obtendrá el dimetil éter y el agua, que saldrán por la corriente 5 junto con el metanol que no haya reaccionado, ingresarán a un _______ y a un enfriador para posteriormente ingresar a la primera torre de destilación, donde se recuperará el dimetil éter por el domo debido a la diferencia de sus volatilidades (ligeros y pesados) donde se presentará un enfriamiento como forma de recirculación (mínimo) y de esta manera el producto deseado se obtendrá en la corriente 7. Las sustancias que no son objetivos, agua y metanol, se separarán en la columna yendo hacia el fondo, siendo recirculadas una cantidad mínima para mantener las condiciones en la columna. El resto entrará a una segunda columna de destilación para separar el metanol y el agua, el agua saldrá por la corriente 10 para una disposición pertinente,

mientras que el destilado de metanol se recirculará a la corriente de alimentación a través de la corriente 9.

Todos los productos de las destilaciones se obtendrán con una pureza mayor al 98%.

En esta alimentación sólo se da una reacción, la deshidratación de metanol:

Según información bibliográfica, la reacción dada es exotérmica al tener una ΔH° de -11770 J/mol, a partir de esto buscando que la conversión del metanol sea mayor al 80% mol, la temperatura de la reacción se debe dar en un rango de 200°C a 400°C.

El catalizadorSe utilizará un catalizador de Al2O3, en rangos de temperatura que van de 250 a 400°C, y con una presión mínima de 10.43 bar. El catalizador se encuentra en forma de pellets esféricos de 1.5mm de radio para evitar las resistencias entre las partículas. La densidad del catalizador es de 940 kg/m3. Este catalizador se desactiva cuando la temperatura es mayor a 400°C.

El reactorEl reactor utilizado es de lecho fijo y por lo tanto para la simulación se puede hacer utilizando un PFR (trabajan de forma similar). (Adiabático)

PM (g/mol)

Tf (K) Teb (K) Tc (K) Pc (bar) Vc (cm3/mol)

Z (PcVc/RTc)

Metanol 32.04 175.49 337.69 512.64 80.97 118 0.228Dimetileter 46.069 131.65 248.31 400 54 170 0.276

Agua 18.015 273.15 373.15 647.14 220.64 55.95 0.229

ΔHvap (kJ/mol) ΔHfus (kJ/mol)Metanol 35.21 2.196

Dimetileter 21.51 4.94Agua 40.65 6.01

Bibliografíahttp://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lpro/marquez_m_e/capitulo3.pdf