Control de seguridad para la reacción de etoxilación en un reactor semicontinuo
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v11i2.25692Palabras clave:
Etoxilación; Óxido de etileno; Nonilfenol; Surfactantes no iónicos; Aspen Plus Dynamics®.Resumen
Los tensioactivos no iónicos son productos químicos importantes, son materias primas en la producción de disolventes, detergentes, pinturas etc. Se producen mediante la reacción de etoxilación, que tiene lugar en reactores semicontinuos a partir de la reacción entre el óxido de etileno y un sustrato orgánico, em presencia de un catalizador básico como KOH. Debido a la inestabilidad y reactividad del óxido de etileno, la etoxilación es una reacción altamente exotérmica, que requiere la presencia de un sistema de intercambio de calor, con un estricto control de temperatura y presión, que evite explosiones. En este trabajo, se simuló la etoxilación de nonilfenol para obtener nonilfenol 9 EO (nonoxinol 9) en Aspen Plus Dynamics®, donde se implementaron y evaluaron controles de temperatura, presión y flujo de lote. Los resultados obtenidos mostraron que el control a partir de la respuesta de ∆P (diferencia entre la presión límite de operación y la presión real del reactor) es efectivo, en consecuencia, la presión del reactor se mantiene controlada y por debajo de las presiones límite del sistema durante todo el proceso de reacción.
Citas
Chemspider (2022). Nonoxynol-9. https://www.chemspider.com/Chemical-Structure.65319.html?rid=f4d33815-fcac-4049-b7f6-a5c3cbe30c22
Chiu, Y. N. (2005). Ethoxylation reactor modelling and design (Doctoral dissertation, Swinburne University of Technology, Faculty of Engineering and Industrial Sciences, Centre for Micro-Photonics).
Chiu, Y. N., Naser, J., Ngian, K. F., & Pratt, K. C. (2008). Numerical simulations of the reactive mixing in a commercially operated stirred ethoxylation reactor. Chemical engineering science, 63(11), 3008-3023.
Chiu, Y. N., Naser, J., Ngian, K. F., & Pratt, K. C. (2009). Computation of the flow and reactive mixing in dual-Rushton ethoxylation reactor. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 48(5), 977-987.
Chiu, Y. N., Naser, J., Easton, A., Ngian, K. F., & Pratt, K. C. (2010). Kinetics of a catalyzed semi-batch ethoxylation of nonylphenol. Chemical engineering science, 65(3), 1167-1172.
Di Serio, M., Tesser, R., Felippone, F., & Santacesaria, E. (1995). Ethylene oxide solubility and ethoxylation kinetics in the synthesis of nonionic surfactants. Industrial & engineering chemistry research, 34(11), 4092-4098.
Di Serio, M., Tesser, R., & Santacesaria, E. (2005). Comparison of different reactor types used in the manufacture of ethoxylated, propoxylated products. Industrial & engineering chemistry research, 44(25), 9482-9489.
Gustin, J. L. (2001). Safety of ethoxylation reactions. LOSS PREVENTION BULLETIN-INSTITUTION OF CHEMICAL ENGINEERS, 157, 11-18.
Khuu, S. M., Romagnoli, J. A., Bahri, P. A., & Weiss, G. (1998). Dynamic simulation and control of an industrial surfactant reactor. Computers & chemical engineering, 22, S715-S718.
Khuu, S. M., Rodriguez, J. A., Romagnoli, J. A., & Ngian, K. F. (2000). Optimisation and control of an industrial surfactant reactor. Computers & Chemical Engineering, 24(2-7), 863-870..
Salzano, E., Di Serio, M., & Santacesaria, E. (2007). The role of recirculation loop on the risk of ethoxylation processes. Journal of loss prevention in the process industries, 20(3), 238-250.
Santacesaria, E., Di Serio, M., Lisi, L., & Gelosa, D. (1990). Kinetics of nonylphenol polyethoxylation catalyzed by potassium hydroxide. Industrial & engineering chemistry research, 29(5), 719-725.
Santacesaria, E., Diserio, M., & Tesser, R. (1995). Role of ethylene oxide solubility in the ethoxylation processes. Catalysis today, 24(1-2), 23-28..
Santacesaria, E., Di Serio, M., & Iengo, P. (1999). Kinetics and reactor simulation for polyethoxylation and polypropoxylation reactions. In Studies in Surface Science and Catalysis (Vol. 122, pp. 267-274). Elsevier.
Santacesaria, E., Tesser, R., & Di Serio, M. (2018). Polyethoxylation and polypropoxylation reactions: Kinetics, mass transfer and industrial reactor design. Chinese journal of chemical engineering, 26(6), 1235-1251.
Schick, M. J. (1987). Nonionic surfactants. Surfactant Science Series, 23.
Patel, N. C., & Young, M. A. (1993). Measurement and prediction of vapor-liquid equilibria for a reactive system: application to ethylene oxide+ nonyl phenol. Fluid phase equilibria, 82, 79-92.
Pekalski, A. A., Zevenbergen, J. F., Braithwaite, M., Lemkowitz, S. M., & Pasman, H. J. (2005). Explosive decomposition of ethylene oxide at elevated condition: effect of ignition energy, nitrogen dilution, and turbulence. Journal of hazardous materials, 118(1-3), 19-34.
Pubchem (2022). Nonoxynol-9. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Nonoxynol-9
Zhang, R., Wu, S., Lu, R., & Gao, F. (2014). Predictive control optimization based PID control for temperature in an industrial surfactant reactor. Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 135, 48-62.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2022 Heloísa do Nascimento Souza; Karoline Dantas Brito; Carla Gabriela Azevedo Misael; Renata Caroline de Farias Gonçalves; Romildo Pereira Brito
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores que publican en esta revista concuerdan con los siguientes términos:
1) Los autores mantienen los derechos de autor y conceden a la revista el derecho de primera publicación, con el trabajo simultáneamente licenciado bajo la Licencia Creative Commons Attribution que permite el compartir el trabajo con reconocimiento de la autoría y publicación inicial en esta revista.
2) Los autores tienen autorización para asumir contratos adicionales por separado, para distribución no exclusiva de la versión del trabajo publicada en esta revista (por ejemplo, publicar en repositorio institucional o como capítulo de libro), con reconocimiento de autoría y publicación inicial en esta revista.
3) Los autores tienen permiso y son estimulados a publicar y distribuir su trabajo en línea (por ejemplo, en repositorios institucionales o en su página personal) a cualquier punto antes o durante el proceso editorial, ya que esto puede generar cambios productivos, así como aumentar el impacto y la cita del trabajo publicado.
