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INTEGRANTES:

COTE RANGEL PATRICIACLORIO VARGAS KATIA

LOPEZ GUERRERO DAVIDTERRONES BARRERA VANIA J.

7IM3

ESIQIEDISEÑO BASICO DE PROCESOS

PROFESOR: DR. ENRIQUE ARCE MEDINA.

ÍNDICE DE CONTENIDO

PAGINA

RESUMEN……………………………………………………………………………………….2

CAPITULO 1 :

INTRODUCCION. …………………………………………………………………………….3

CAPITULO 2:

ANALISIS DE LAS POSIBLES RUTAS DE OBTENCION ……………………………..5

CAPITULO 3 :

BALANCE DE MATERIA Y POTENCIAL ECONOMICOS

DE LAS POSIBLES RUTAS……………………………………………………………………....7

CAPITULO 4 :

DESCRIPCION DE LA OBTENCION DE FORMALDEHIDO

APARTIR DE OXIDOS DE MOLIBDENO…………………………………………………………...12

APENDICE A : HOJAS DE SEGURIDAD E IMPACTO AMBIENTAL……………..……17

APENDICE B : COSTOS Y ESTUDIOS DE MERCADO………………………………….23

CONCLUSION…………………………………………………………….………………...…25

BIBLIOGRAFIA ………………………………………………………………………………26

RESUMEN

[OBTENCION DEL FORMALDEHIDO A PARTIR DE METANOL.] Página 1

Uno de los principales objetivos de la industria química moderna consiste en alcanzar la máxima producción a un mínimo costo, por lo que es necesario minimizar los tiempos muertos, reducir el consumo de servicios y materias primas. Además, se deben detectar los problemas generados por la mala operación del proceso para obtener el mayor rendimiento de productos y un mínimo de subproductos. Por tal motivo, es necesario profundizar en el estudio del proceso para definir los problemas críticos que lo afectan y proponer soluciones.

En el presente proyecto se efectuará un análisis comparativo de la producción de formaldehido a partir de metanol empleando dos rutas: la primera con catalizadores de plata y la segunda con catalizadores de óxidos mixtos. El análisis comprende el estudio de mercado, los costos de materias primas las condiciones de operación, el equipo utilizado y el impacto ambiental.

ABSTRACT

One of the main objectives in the modern chemical industry consists in achieving a high production with a minimum cost. Therefore, it is necessary to reduce the delayed times and consumption of utilities as well as raw materials. In addition, all problems due to a wrong operation of the process must be detected to obtain the highest product yield at minimum amount of byproducts. By this reason, a deep study of the process will be useful to define all critical problems during operation and to propose real solutions.

In the present project, a comparative study to obtain formaldehyde from methanol will be analyzed. Two catalytic process will be selected: Ag catalyst process and mixed oxides catalyst process. This study includes marketing, raw materials, operation conditions, equipment and environmental impact.

OBJETIVO

[OBTENCION DEL FORMALDEHIDO A PARTIR DE METANOL.] Página 2

Analizar las rutas de obtención de formaldehido a partir de metanol (con catalizadores de plata y catalizadores de óxidos mixtos.

Conocer las propiedades e impacto ambiental de productos y subproductos. Comparar el potencial económico de cada ruta mediante el balance de materia. Determinar la ruta con mayor viabilidad. Realizar la descripción y diagrama de proceso.

CAPITULO 1 : INTRODUCCION.

FORMALDEHIDO.

El formaldehído, HCHO, también conocido como formalina, formol, aldehído fórmico, metanal, es el primer miembro de las series de los aldehídos alifáticos, es uno de los químicos orgánicos más importantes utilizado hoy en día en una gran cantidad de actividades y aplicaciones.

ANTECEDENTES

El formaldehido fue preparado por primera vez por el químico ruso A.M. Butlerov en 1859, aunque Butlerov no supo que había obtenido el formaldehído, su descripción de las propiedades físicas y químicas del compuesto, incluyendo el aislamiento del paraformaldehido y la síntesis de la hexametilenotetramina son indudablemente obra suya.

A.W. Hofmann sintetizó el formaldehído deliberadamente en 1868 por la reacción del metanol y el aire en presencia de un catalizador de platino (al poner en contacto una corriente de aire cargada de alcohol metílico con un espiral de platino incandescente).

En 1886 Loew inventó el método de obtención con catalizador de cobre, y en 1910 Blank patentó el procedimiento del catalizador de plata.

La producción industrial comenzó en Alemania en 1888 y en los EUA en 1901. Sin embargo la producción se hizo solamente en escala limitada antes que aparecieran las resinas fenólicas comerciales en 1910. Desde hace varios años se fabrican cantidades crecientes de formaldehído por la oxidación del gas natural y de los hidrocarburos alifáticos inferiores.

APLICACIONES Y USOS DEL FORMALDEHIDO

Los procesos de producción y materias primas para el Formaldehído hacen que este sea un producto intermedio de gran abundancia, bajo costo, alta pureza y amplia versatilidad para uso en muchas industrias de transformación química, entre las cuales podemos citar las siguientes:

Fabricación de resinas fenólicas, resinas urea-formaldehido y resinas melanina-formaldehido

[OBTENCION DEL FORMALDEHIDO A PARTIR DE METANOL.] Página 3

Fabricación de fertilizantes de nitrógeno de lento desprendimiento; desinfección de semillas (agricultura).Los productos del formaldehido tienen algunas aplicaciones como catalizadores y en la preparación de materiales catalíticos.Ocasionalmente se encuentra aplicación en los cosméticos para prevenir la excesiva transpiración.Utilizado en la síntesis de tintes.Fabricación de explosivos.En la medicina se usa para la desinfección y esterilización de equipo médico y en preparaciones de preservación de tejidos. En las industrias metálicas se le emplea a través de sus productos, como inhibidor ácido y agente reductor, en la recuperación de oro y plata y para operaciones de electroplateado.En formaldehido y los compuestos que liberan formaldehido encuentran una amplia y variada aplicación en fotografía.Se usa como preservante en jabones, detergentes y agentes de limpieza.En la industria azucarera se usa como inhibidor de crecimiento bacteriano en los jugos de caña.Se usa como biocida y agente auxiliar de refinado en la industria del petróleo.La industria agrícola lo usa en la preservación de granos, desinfección del suelo, protección de las raíces de plantas contra infecciones y como protección de proteína dietaria en alimentos. En los alimentos tiene aplicación como persevante de alimentos secos y en la preservación de pescado, aceites y grasas para rumiantes.En la perforación de pozos petroleros se usa como vehículo en procesos de deposición con vapor.La industria del cuero usa el Formaldehído en el proceso de curtición.

El formaldehido a temperatura ambiente es un gas incoloro que en presencia de incluso pequeñas impurezas se polimeriza rápidamente. Hay tres formas comerciales de presentación:

1. En solución acuosa al 33-55%.2. En forma trímera cíclica, trioxano, que se obtiene por

transformación catalítica por ácidos de formaldehido.3. En forma polimera del formaldehido, conocido como

paraformaldehido.

[OBTENCION DEL FORMALDEHIDO A PARTIR DE METANOL.] Página 4

POSIBLES RUTAS

PROCESO CON CATALIZADOR DE

PLATA.

PROCESO CON CATALIZADOR DE

OXIDOS METALICOS.

CAPITULO 2 : ANALISIS DE LAS POSIBLES RUTAS DE OBTENCION.

PROCESOS DE OBTENCION DEL FORMALDEHIDO

Este capítulo corresponde a la descripción general del proceso de obtención de formaldehido a partir de metanol se realiza por dos principios de reacción, cuyas principales diferencias son:

1. DESHIDROGENACION U OXIDESIDROGENACION EN PRESENCIA DE CATALIZADORES DE PLATA (AG) Y COBRE (CU).

Este proceso se refiere al catalizador de plata como cristales o redes metálicas, distribuidas ordenadamente en el reactor en una capa de pocos centímetros.

En el paso inicial de deshidrogenacion la reacción es:

CH 3OH⇆HCHO+H 2

Por adición de aire se puede quemar el hidrogeno en reacción exotérmica, de forma que resulta para la oxideshidrogenación :

CH 3OH⟶ 12O2+H 2O

El proceso industrial se emplea una cantidad de aire menor a la estequiometria, que se dosifica de forma que la temperatura se sitúa en 600-720°C 5°C constantemente. Cuando la temperatura es menor se tiene una transformación parcial del metanol y en consecuencia necesita una recirculación del metanol sobrante. Una temperatura más alta y adición de agua, efectúan la transformación casi completa de metanol. La adición de agua tiene varios efectos, eleva la conversión del metanol, dificulta la recristalización de la plata y disminuye el depósito de carbono sobre el catalizador. La conversión de metanol está entre 77 y 87%, el metanol que no reacciona, se destila y recircula al proceso.

[OBTENCION DEL FORMALDEHIDO A PARTIR DE METANOL.] Página 5

2. OXIDACIÓN EN PRESENCIA DE CATALIZADORES QUE CONTIENEN FIERRO (FE) Y TRIÓXIDO DE MOLIBDENO (MOO3).

En los procesos oxidativos de trasformación del formaldehido prácticamente solo ocurre la reacción :

CH 3OH⟶ 12O2+H 2O

Como catalizador se emplea una mezcla de 18-19% en peso de Fe2O3 y el 81-82% en peso de MoO3, que catalíticamente se transforma a molibdato de fierro (III). Como promotores se pueden aplicar óxidos de cromo y cobalto.

La transformación de metanol alcanza 95-99% y la selectividad del formaldehido alcanza 91-94% . Como productos secundarios se forman CO, CO2 y acido fórmico. Por tratamiento posterior se puede hacer un tratamiento posterior con un intercambiador de iones se puede separar el acido fórmico. La vida del catalizador es de unos dos años.

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VENTAJASTrabaja a presión atmosférica.La adición de agua es benéfica para el proceso.

DESVENTAJASRequiere exceso de Metanol en mezcla aire-metanol.Subproductos tóxicos (CO,CO2).Trabaja a temperaturas altas (600-700°C).Vida útil de catalizador 2-4 meses.El campo de explosión para la mezcla metanol/aire, poco O2, CH3>36.5% vol.Catalizador se puede contaminar con trazas de azufre.Rendimiento 86-90% en peso.

CAPITULO 3 : BALANCE DE MATERIA Y POTENCIAL ECONOMICOS DE LAS POSIBLES RUTAS.

REACCIONES QUIMICAS

OBTENCION DE FORMALDEHIDO CON CATALIZADOR DE OXIDO DE MOLIBDENO.

Reacciones químicas que se llevan a cabo en el lecho catalítico fijo del reactor

1) CH3-OH + ½ O2 → CH2O + H2O2) CH2O + ½ O2 → CO + H2O3) 2 CH3 –OH → CH3 - O - CH3 + H2O 4) CH2O + ½ O2 → CHO – OH 5) CH2O + O2 → CO2 + H2O

Rendimientos de las reacciones: Del metanol alimentado el 92% reacciona produciendo formaldehído (reacción 1) El 3.7 % del metanol alimentado se sobre-oxida para formar monóxido de carbono (reaccion2). El 1.5 % del metanol alimentado reacciona para producir dimetil-eter (reacción 3). El 0.2 % del metanol alimentado pasa a ser ácido fórmico (reacción 4). El 0.3% del metanol alimentado se convierte a bióxido de carbono (reacción 5). El resto del metanol alimentado (2.3%) no reacciona.

[OBTENCION DEL FORMALDEHIDO A PARTIR DE METANOL.] Página 7

VENTAJASTrabaja a presión atmosférica.Trabaja a temperaturas bajas (300-400°C).La transformación de metanol alcanza 95-99%.selectividad del formaldehido alcanza 91-94%.La vida del catalizador es de unos dos años.

DESVENTAJASSubproductos tóxicos (CO,CO2 acido fórmico).

100000 tonaño

× año

350dia ×

1000 kg1 ton

× kmol30kg

× 1dia24hr

= 396.8 kmolhr

formaldehido

Para la reacción 1

n CH3OH alim = 396.8

kmolhr

0.92 = 431.3

kmolh r

Por lo tanto :

( CH3-OH + ½ O2 → CH2O + H2O )

n convertidas 396.8 198.4 396.8 396.8

Para la reacción 2

3.7% n CH3OH alim = n CO prod

Por lo tanto:

n CO prod =0.037 ×431.3 kmolh r

= 16 kmolh r

CH2O + ½ O2 → CO + H2O

n convertidas 16 8 16 16

Para la reacción 3

1.5% n CH3OH alim = n CO dimetil

Por lo tanto:

n CO dimetil = 0.015 × 431.3 kmolh r

= 6.5 kmolh r

2 CH3 –OH → CH3 - O - CH3 + H2O

n convertidas 13 6.5 6.5

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Para la reacción 4

0.2% n CH3OH alim = n acido

Por lo tanto:

n acido = 0.002 × 431.3 kmolhr

= 0.86 kmolhr

CH2O + ½ O2 → CHO – OH

n convertidas 0.86 0.43 0.86

Para la reacción 5

0.3% n CH3OH alim = nCO2

Por lo tanto:

n acido = 0.003 × 431.3 kmolhr

= 1.3 kmolhr

CH2O + O2 → CO2 + H2O

n convertidas 1.3 1.3 1.3 1.3

ENTRADA (TON/HR) SALIDA (TON/HR)METANOL =13.8 FORMALDEHIDO = 12

AC. FORMICO =0.039METANOL (SIN REACCIONAR) =1.024

TOTAL= 13.8 TOTAL =13.063

POTENCIAL ECONOMICO

CH2O= 396.8 kmolh r

× 30 kgkmol

× 1 ton

1000 kg = 12

tonhr

formaldehido

Ac. Fórmico = 0.86 kmolh r

× 46 kgkmol

× 1 ton

1000 kg = 0.039

tonhr

acido fórmico

Metanol = 431.3 kmolh r

× 32 kgkmol

× 1 ton

1000kg = 13.8

tonhr

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RECICLO

Tabla 1. Resultados de ruta obtención de formaldehido con catalizadores de oxidos mixtos.

P.E. = 12 tonhr

× 160 euroton

+ 0.039 tonhr

× 50 euroton

– 13.8 tonhr

× 13 euroton

P.E. = 1742.55 eurohr

OBTENCION DE FORMALDEHIDO CON CATALIZADOR DE PLATA.

Reacciones químicas que se llevan a cabo en el lecho catalítico fijo del reactor

1) CH3-OH + ½ O2 → CH2O + H2O2) CH2O + ½ O2 → CO + H2O3) CH2O + O2 → CO2 + H2O

1000000 tonaño

× año

350dia ×

1000 kg1 ton

× kmol30kg

× 1dia24hr

= 396.8 kmolhr

formaldehido

Para la reacción 1

n CH3OH alim = 371

kmolhr

0.86 = 431.3

kmolh r

Por lo tanto :

( CH3-OH + ½ O2 → CH2O + H2O )

n convertidas 371 185.5 371 371

Para la reacción 2

3.7% n CH3OH alim = n CO prod

Por lo tanto:

n CO prod =0.037 ×431.3 kmolh r

= 16 kmolh r

CH2O + ½ O2 → CO + H2O[OBTENCION DEL FORMALDEHIDO A PARTIR DE METANOL.] Página 10

n convertidas 16 8 16 16

Para la reacción 3

0.3% n CH3OH alim = nCO2

Por lo tanto:

n acido = 0.003 × 431.3 kmolhr

= 1.3 kmolhr

CH2O + O2 → CO2 + H2O

n convertidas 1.3 1.3 1.3 1.3

ENTRADA (TON/HR) SALIDA (TON/HR)METANOL =13.8 FORMALDEHIDO = 11.3

METANOL (SIN REACCIONAR) = 1.93TOTAL= 13.8 TOTAL =13.23

POTENCIAL ECONOMICO

CH2O= 371 kmolhr

× 30 kgkmol

× 1 ton

1000kg = 11.13

tonhr

formaldehido

Metanol = 431.3 kmolhr

× 32 kgkmol

× 1 ton

1000kg = 13.8

tonhr

P.E. = 11.13 tonhr

× 160 euroton

– 13.8 tonhr

× 13 euroton

P.E. = 1628.6 eurohr

RUTA ELEGIDA

La ruta de producción que se eligió, es la PRIMERA, la oxidación en presencia de catalizadores de fierro y trióxido de molibdeno.

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RECICLO

Tabla 2. Resultados de ruta obtención de formaldehido con catalizadores de plata.

Entre otras características, se consideró a este por la viabilidad y la múltiples ventajas que representa llevarlo a cabo. Como son las condiciones de operación, y la gran importancia del catalizador (viabilidad, durabilidad, etc.) así como también fue la que representa mayores ganancias.

CAPITULO 4 : DESCRIPCION DE LA OBTENCION DE FORMALDEHIDO APARTIR DE OXIDOS DE MOLIBDENO.

DESCRIPCION DEL PROCESO ELEGIDO

GENERALIDADES

El proceso tiene por objetivo, la obtención de formaldehido por oxidación directa del metanol, empleando como catalizador gránulos de óxido de fierro-molibdeno pre-activado.

Para fines de estudio dividiremos el proceso en tres secciones:

Sección 100: REACCION

Sección 200: ENFRIAMIENTO DE REACTOR

Sección 300: RECUPERACION

SECCION 100: RECCION

Consiste en mezclar el metanol líquido suministrado de un tanque de almacenamiento con el flujo de aire proveniente de un soplador a una relación molar por debajo de límite inferior de explosividad, evaporándose parte de éste; para entrar a un vaporizador a fin de completar la operación. La mezcla de metanol-aire en fase gaseosa fluye al reactor o convertidor y atraviesa el lecho catalítico fijo donde se lleva a cabo la conversión del formaldehido.

SECCION 200: ENFRIAMIENTO DE REACCION

El sistema de enfriamiento de reacción tiene como objetivo el controlar la temperatura de reacción. El sistema está dispuesto de tal forma que es utilizado principalmente como baño de enfriamiento en la sección de los tubos donde esta contenido el catalizador y como agente de precalentamiento de la mezcla metanol-aire hasta la temperatura de reacción en la sección de los tubos no empacada de catalizador.

SECCIÓN 300: RECUPERACION

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Los gases que salen del convertidor son enfriados en un cambiador de calor de tal forma que no se llegue a la temperatura la condensación y así entrar a la torre de absorción en donde el formaldehido gaseoso es absorbido en agua para producir una solución concentrada. Debido a esta operación, se desprende una gran cantidad de calor , el cual es extraído mediante agua de enfriamiento.

La solución de formaldehido se saca de la torre a una concentración de hasta 40% peso y 60°C. Por otra parte, se cuenta con una torre de intercambio iónico por la cual se hace pasar la solución de formaldehido crudo a fin de eliminar parte del ácido fórmico contenido, obteniéndose un producto de mayor calidad.

A continuación se describe la operación de los equipos principales:

101-T Tanque de almacenamiento de metanol.

Se trata de un recipiente cilíndrico vertical, tipo atmosférico y construido en acero al carbón.

102-G Bomba de metanol.

Esta bomba es de importancia, ya que debe dar una presión de descarga tal que sea suficiente para transferir el metanol desde el tanque de metanol (101-T), hasta el vaporizador de metanol (104-V).

103-S Soplador de aire.

El soplador de aire se requiere para forzar la mezcla metanol-aire a través del equipo de proceso. El aire que suministra contiene el oxigeno necesario como materia prima para la fabricación del formaldehido. La presión que desarrolla es necesaria para forzar los gases por la cama catalítica y la torre de absorción, que provocan la mayor caída de presión.

El aire por el soplador es medido por un disco de orificio localizado delante de las válvulas de desfogue. La caída de presión causada por el disco de orifico se transmite al cuarto de control en donde se registra a flujo de aire.

104-V Vaporizador de metanol.

Este equipo se necesita para vaporizar el metanol a fin de que pueda fluir al convertidor en estado gaseoso. La mezcla metanol-aire se forma espreando el metanol líquido en la corriente de aire en el cabezal de entrada de este equipo y la corriente de salida no será explosiva, ya que la concentración del metanol estará por debajo del límite de explosividad.

El vaporizador es un cambiador de calor de tubos y envolvente, fabricado en acero al carbón; para efectuar la operación, se usa vapor de baja presión de manera que la mezcla metanol-aire sale de este a una temperatura de 120 a 130°C.

105-R Reactor o convertidor.

El reactor contiene los tubos donde está el catalizador con el cual tiene lugar la reacción. Los tubos son de acero al carbón.

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Bañando el exterior de los tubos está la sal fundida la cual sirve como medio de precalentamiento, a la vez que de enfriamiento. Extrae el calor desprendido de reacción y precalienta la mezcla metanol-aire hasta la temperatura de reacción.

El convertidor está protegido de las explosiones, al igual que el vaporizador, por discos de ruptura montados en bridas y diseñados para quitarse fácilmente durante los cambios de catalizador y limpieza.

301-E Enfriador de Formol.

El enfriador de formol es en realidad un recuperador del exceso de calor de reacción. Los gases que salen del convertidor lo hacen a una temperatura de 255 a 300°C y pueden ser enfriados hasta 120°C, antes que tenga lugar la condensación, lo cual hay que evitar para impedir la formación de paraformaldehido.

El enfriador es un cambiador de calor vertical. Los gases fluyen por el interior de los tubos, generando vapor de agua. Está protegido por válvulas de seguridad y el agua está siendo suministrada automáticamente para mantener un nivel constante. El vapor que se produce se suficiente para vaporizar el metanol que está siendo alimentado, siempre y cuando la producción sea elevada (más de 180 kg/hr de metanol alimentado)

302-A Absorbedor.

El formaldehido gaseoso es absorbido en agua, para producir una solución concentrada en la torre de absorción. La torre de absorción es una columna de platos conteniendo balastras, a través de las cuales debe pasar el gas hasta abandonar los residuos de éste, la torre. El agua de absorción se alimenta en la parte superior de la torre y es derramado de plato en plato hasta llegar al depósito que se localiza en la sección inferior de esta y que después de acumular un cierto volumen de solución de formaldehido crudo es transferido por medio de la bomba 308-G a los tanques de almacenamiento 304-TC o 305-TE, o bien a tratamiento a través de la torre de intercambio iónico (303-I) y posteriormente al tanque 305-TE.

La torre está construida de acero inoxidable a fin de evitar la corrosión que podría ser causada por la acción del acido fórmico presente en la solución, sobre equipos de acero al carbón común.

Para el enfriamiento de los platos, se cuenta con serpentines en el seno del líquido; estos son construidos de acero inoxidable doblados de tal manera que se acomode alrededor de las unidades de burbujeo. Igualmente esta provista de mirillas en los platos y basín, para inspeccionar la posible formación de paraformaldehido e inundaciones de los mismos.

304-TC Tanque de almacenamiento de formol crudo.

Consiste en un tanque cilíndrico vertical, construido de acero inoxidable; donde se reciben las transferencias de formaldehido provenientes de absorbedor. De este depósito se hacen bombeos al través de la torre de iones hacia el tanque de ajuste y envasado o directamente.

305-TE Tanque de ajuste y envasado.

Consiste en un tanque similar al tanque crudo, solo que este se emplea para recibir formol tratando así como efectuar ajuste de concentración para ser transferido a pipas o bien envasado en tambores.

306-TC Tanque de almacenamiento de condensador.

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En este tanque se reciben los condensados generados en el vaporizador (104-V), que serán alimentados al enfriador de formol (301-E) y al enfriador de sal (203- E). La reposición de condensados al tanque se hace del deposito general de condensados localizado en el departamento de servicios.

VARIABLES DE OPERACIÓN.

1. Tiempo de contacto: Se refiere al lapso que la mezcla metanol-aire esta en contacto con el catalizador, esta es una variable definitiva; si los fases pasaran rápidamente a través del catalizador,, algo del metanol fluirá sin reaccionar y por el contrario si pasan muy lento, todo el metanol reaccionara y una porción de formaldehido será destruida por sobre oxidación. Cuando el flujo total de aire suministrado por el soplador se alimenta con suficiente metanol para tener una relación molar de 5.0 a 7.5 moles de metanol por 100 moles de aire, se obtendrá un tiempo de contacto adecuado.

2. Temperatura máxima de reacción: Esta es la temperatura mas grande alcanzada por los gases reactivos al pasar por la cama catalítica, la cual es causada por el calor de reacción liberado. Este calor se genera a mayor velocidad que la de transferencia de calor entre la mezcla reaccionante y el baño de enfriamiento. Después de que la mayoría del metanol ha reaccionado, se alcanza un punto donde el calor generado se iguala al calor transferido hacia el baño de enfriamiento de tal forma que se tendrá un punto de máxima temperatura; debajo de este punto la temperatura de los gases decrece hasta que se aproxima a la temperatura del agente enfriante, cerca del fondo de los tubos.Se ha encontrado por experiencia, que esta temperatura no debe mantenerse ni muy grande ni muy pequeña. Cuando se opera a una temperatura demasiado grande se forma una cantidad excesiva de monóxido de carbono, disminuyendo el rendimiento por consiguiente, cuando se opera a muy pequeña temperatura, una cantidad excesiva de metanol pasara sin reaccionar, disminuyendo también en el rendimiento. Una temperatura máxima de reacción grande causara también una mas rápida reducción de la actividad del catalizador. Empíricamente se ha encontrado que la temperatura máxima de reacción debe de ser mantenida entre 300°C y 360°C. Cuando el catalizador es joven, esta debe de estar en un rango cercano al límite superior o sea entre 340°C y 360°C. Después de haber trabajado un tiempo razonable, la actividad decrece y el rango deberá ser entre 310°C Y 340°C. Por su puesto, todo ello depende de la producción a la que se opere, así como la relación molar usada. En general, los datos anteriores son dados para una alta producción y una relación molar cercana a 7.5.

3. Temperatura de agente enfriante: La temperatura del agente enfriante puede modificarse para cambiar la operación del catalizador.Una mayor temperatura del agente enfriante causara un aumento en la velocidad de reacción en el lecho catalítico; una temperatura menor la disminuirá.Cuando el catalizador pierde actividad durante el segunda mitad de vida, la temperatura del agente enfriante deberá irse elevando hasta alcanzar una temperatura cercana a los 300°C al final de la corrida.

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En sta hoja va el diagrama..

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APENDICE A : HOJAS DE SEGURIDAD E IMPACTOR AMBIENTAL.

FORMALDEHIDO

PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICASPeso Molecular (g/mol): 30.03 Color: IncoloroPunto de ebullición (°C): -20 Densidad (kg/m3): 820Punto de Fusion (°C): -92 Solubilidad en agua(%) 55Presion de vapor (mmHg): 10; 88°CEstado de agregación: Gas

RIESGOS A LA SALUD Y PRIMEROS AUXILIOSInhalación Irritación severaIngestion Toxico, veneno mortalContacto con los ojos

Irritante

Contacto con la piel

Irritación, narcótico, naurotoxina, corrosivo

Sustancia considerada como carcinogenaEMERGENCIA Y PRIMEROS AUXILIOS

Inhalación Separar área contaminada y llevarlo a un área con aire fresco, si esta inconsciente dar respiración artificial y consulte a su medico.

Ingestión No inducir al vomito, si el paciente esta consiente tomar grandes cantidades de agua, llevarlo a un área fresca y consultar a un medico

Contacto con los ojos

Lavar de inmediato con agua corriente durante 15 min, manteniendo los parpados abiertos y consultar un medico.

Contacto con la piel

Lavar con agua con agua corriente durante 15 min, quitar ropa, consultar al medico si persiste la irritación.

Otros riesgos Sustancia considerada cancerígena

PROTECCION PERSONALProtección respiratoria Usar mascarilla con cartucho químico

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Protección de manos Usar guantes de neopreno e impermeableProtección de piel Ropa impermeable y zapatos industrialesProtección de ojos Usar goles a prueba de chorro

RIESGOS DE FUEGO O EXPLOSIONMedios de extinción Niebla de agua, CO2,químico secoEquipo especial en el combate de incendios.Utilizar equipo de respiración autónomo y traje de protección completo.Procedimiento y precauciones en el combate de incendios.Aislar el área en peligro. Mantenerse contra el viento. Mantener a las personas innecesarias alejadas.Resultados de la Combustión.Compuestos tóxicos del carbono (Monóxido de carbono)

REACTIVIDADRiesgo de polimerización

Tiende a formar un precipitado blanco a bajas temperaturas

Incompatibilidad

Sustancia a evitar oxidantes fuertes, isocianatos, ácidos orgánicos

Condiciones a evitar

Exposición a fuentes de calor y contacto directo con el material

IMPACTO AMBIENTALEvitar derrames hacia alcantarillas, los escurrimientos pueden contaminar vías fluviales. Se biodegrada a bajos niveles en pocos días y no se absorbe en sedimentos. En el aire reacciona rápidamente por fotolisis con radicales hidroxilos. La vida media en la luz es solo de pocas horas

Es fácilmente biodegradable en concentraciones suficientemente diluidas. Concentraciones entre 50 y200 mg/l en agua son fatales para la vida acuática superior (guppies).Concentraciones entre 1-2 mg/l impiden el crecimiento de bacterias, algas y otros microorganismos.

INFORMACION REGLAMENTARIA

Pictogramas:

T: Tóxico

3

Frases R:R 25: Tóxico por ingestión.R 43: Posibilidad de sensibilización en contacto con la piel.R 40: NocivoR 34: Provoca quemaduras.S 23: No respirar los vapores.Frases S:S 36/ 37: Úsese indumentaria y guantas de protección adecuados.S 26: En caso de contacto con los ojos, lávese inmediatamente con agua abundante y acúdase a unmédico.

Inflamabilidad 4. Materiales que se vaporizan rápido o completamente a la temperatura a presión atmosférica ambiental, o que se dispersan y se quemen fácilmente en el aire.

Salud 3. Materiales que bajo corta exposición pueden causar daños temporales o permanentes, aunque se preste atención médica.

Inestabilidad / Reactividad 0. Materiales que por sí son normalmente estables aún en

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condiciones de incendio y que no reaccionan con el agua

INFORMACIONES RELATIVAS A LA ELIMINACIÓNMedios de eliminación del producto: Respetar las normativas locales y nacionales. Disponer elproducto a eliminar en un tratador autorizado de residuos.Medios de eliminación de los envases usados: Disponer los envases a eliminar en un tratadorautorizado para su eliminación o incineración.

INFORMACIONES RELATIVAS AL TRANSPORTEADR/RID Nº ONU: 2209 Etiqueta: 80/2209 Clase: 8IMDG: 9CAD / IATA: 9METANOL

PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICASPeso Molecular (g/mol): Color: IncoloroPunto de ebullición (°C): 64.7 Densidad del vapor (aire=1) 1.11 Punto de Fusion (°C): -98 Solubilidad en agua Completamente soluble Presion de vapor (mbar): 120; 20°C Débil olor a alcoholLimites de inflamabilidad (%v) 6-31% Temperatura de ignición(°C) 464

RIESGOS A LA SALUD Y PRIMEROS AUXILIOSInhalación dolor de cabeza, mareo, somnolencia, irritación de nariz, garganta y tracto

respiratorio.

Ingestion La ingestión puede producir los siguientes efectos: dolor de cabeza, mareo, confusiónmental, nausea, vómito, diarrea. Dosis fatal de 100 a 125 mililitros.

Contacto con los ojos

Fuertemente irritante, caracterizado por sensación de quemadura, enrojecimiento e inflamación. El líquido o los vapores pueden causar irritación de la conjuntiva, y posible daño de la córnea.

Contacto con la piel

Contactos breves no son irritantes. Contactos frecuentes o prolongados pueden irritar y producir resequedad de la piel o agravar dermatitis ya existentes. La absorción a través de la piel puede ser una vía significativa de exposición.

Sustancia considerada como carcinogenaEMERGENCIA Y PRIMEROS AUXILIOS

Inhalación Mueva a la víctima a donde se respire aire fresco. Aplique respiración artificial si lavíctima no respira o lo hace con dificultad. Mantenga a la víctima en reposo y con temperatura corporal normal. No dé respiración boca a boca.. Obtenga ayuda médica inmediatamente.

Ingestión Si el paciente está completamente consciente y alerta, dé a beber abundante agua para diluir el contenido estomacal, también puede suministrar 2 a 4 tazas de leche. Si hay dificultad en la respiración suministre oxígeno. Obtenga ayuda médica inmediatamente.

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Contacto con los ojos

Lávese inmediatamente los ojos con agua en abundancia durante mínimo 20minutos, levantando ocasionalmente los párpados. Acuda inmediatamente al médico.

Contacto con la piel

Lávese inmediatamente con gran cantidad de agua, use jabón si hay disponible. Quítese la ropa contaminada incluyendo zapatos, una vez que se ha comenzado el lavado. Asegúrese de lavar bien la ropa antes de reusar. Procure atención médica si la irritación persiste.

RIESGOS DE FUEGO Y EXPLOSIONIncendio y Explosión Líquido inflamable, puede liberar vapores que forman mezclas

inflamables a la temperatura de ignición o más alta. Los vapores pueden formar mezclas explosivas con el aire

Medio para extinguir el fuego

Use agua en neblina para enfriar las superficies expuestas al fuego yproteger al personal. Detenga el flujo de “el combustible” al fuego. En caso de que ninguna fuga o derrame se haya encendido, aplique agua en neblina para dispersar los vapores y evitar una posible reignición.

IMPACTO AMBIENTALBiodegradabilidad (persistencia)El alcohol metílico es fácilmente biodegradable.BioacumulaciónEl producto no se espera que se bioacumule.

A consecuencia de derrames, el Metanol puede entrar al medio ambiente: el producto es volátil /gaseoso y se dirigirá a la fase aérea, al suelo, al agua superficial y al agua subterránea cerca del sitio, aunque no se absorbe bien en suelos o sedimentos. El Metanol generalmente no permanece en el ambiente mucho tiempo ya que es degradado rápidamente a otras sustancias químicas por microorganismos en el suelo y se evapora desde aguas y suelos superficiales donde puede ser degradado por la luz solar u otros compuestos en el aire. Se estima un tiempo de vida media de menos de 17.8 días. Es peligroso para la vida acuática en altas concentraciones.

Pictogramas:

T: Tóxico I: inflamable

3

Frases R:R 11: Fácilmente inflamable.R 23/24/25: Tóxico por inhalación y por ingestión y en contacto con la piel.R 39/23/24/25: Tóxico: peligro de efectos irreversibles muy graves por inhalación, contacto con la piel eingestión.Frases S:S 1/ 2: Consérvese bajo llave y manténgase fuera del alcance de los niños.S 7: Manténgase el recipiente bien cerrado.S 16: Conservar alejado de toda llama o fuente de chispas-No fumar.S 36/37: Úsense indumentaria y guantes de

Inflamabilidad 3. Líquidos y sólidos que pueden encenderse en casi todas las condiciones de temperatura ambiental.

Salud 1. Materiales que causan irritación, pero solo daños residuales menores aún en ausencia de tratamiento médico.

Inestabilidad / Reactividad 0. Materiales que por sí son normalmente estables aún en

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protección adecuados.S 45: En caso e accidente o malestar, acúdase inmediatamente al médico (si es posible muestre laetiqueta).

condiciones de incendio y que no reaccionan con el agua.

INFORMACIONES RELATIVAS A LA ELIMINACIÓN

Medios de eliminación del producto: No debe ser vertido en desagües en cantidades importantes(posible acumulación de vapores inflamables)Medios de eliminación de los envases usados: Cisternas, bidones o pequeños envases:desvaporado en instalación adecuada, o bien entregar los envases vacios a una empresa autorizada para su tratamiento. El producto debe eliminarse según las disposiciones locales, nacionales vigentes sobre eliminación de residuos industriales.

MANIPULACIÓN Y ALMACENAMIENTOManipulación: Evitar el contacto con los ojos, y la piel. Evitar respirar los vapores. Utilizar herramientas de toma-muestras de material antideflagrante. Almacenamiento: El almacenamiento en tanques debe hacerse en instalaciones que cumplan la normatividad sobre materias inflamables y peligrosas. Si se almacena en recipientes tales como bidones, estos deben estar bien cerrados en un lugar fresco y seco, y en una zona bien ventilada lejos de fuentes de calor fuertes y fuentes de ignición. El equipo e instalaciones eléctricos deben cumplir las normas.

ACIDO FORMICO

PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICASPeso Molecular (g/mol): 46 Color: Incoloro-amarilloPunto de ebullición (°C): 106-107 Densidad relativa (g/cm3) 1.19-1.21 Punto de Fusion (°C): -13.5-15 Solubilidad en agua agua, cetona, alcohol,

benceno Presion de vapor (mbar): 120; 20°C pH acido 2.22 a 10 g/lPunto de inflamacion (°C) 65 Temperatura de ignición(°C) 500

RIESGOS A LA SALUD Y PRIMEROS AUXILIOSInhalación Causa irritación en las mucosas

Ingestion Quemaduras en esófago y estomago. Quemadura de las mucosas, perjudicial para los riñonesContacto con los ojos

Irritación, quemaduras

Contacto con la piel

Corrosivo, provoca quemaduras

EMERGENCIA Y PRIMEROS AUXILIOSInhalación En caso de síntomas de inhalación por vapores, trasladar a la víctima a un lugar ventilado.

Mantener en reposo y abrigado. Aplicar respiración artificial en caso de insuficiencia respiratoria. Requerir asistencia médica.

Ingestión Lavar inmediatamente la boca y beber posteriormente abundante agua o leche a pequeños sorbos para diluir el agua. No provocar el vómito. Buscar ayuda médica.

Contacto con los ojos

Lavar con abundante agua manteniendo los parpados abiertos (durante 10 min) avisar al oftalmólogo.

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Contacto con la piel

Lavar inmediata y abundantemente con agua corriente durante 15 minutos y conlos párpados abiertos. Requerir asistencia médica.

RIESGOS DE FUEGO Y EXPLOSIONIncendio y Explosión Evacuar y aislar el área de peligro. Restringir el acceso a personas

innecesarias y sin la debida protección. Ubicarse a favor del viento.Medio para extinguir el fuego

Polvo químico suelto, espuma para alcohol, de carbono. El uso de agua puede resultar inefectiva.

IMPACTO AMBIENTALEs perjudicial para vida acuática. Prevenir la entrada a corrientes y fuentes de agua.Evitar la contaminación de desague, aguas superficiales, subterráneas, asi como el suelo. En caso de producirse varios vertidos o si contamina lagos, ríos y alcantarillas, informar a las autoridades componentes

Pictogramas:

Corrosivo 3

Frases R: 35 Provoca quemaduras graves. Frases S: 23c-26-45 No respirar los vapores. En caso de contacto con los ojos, lávense inmediata y abundantemente con agua y acúdase a un médico. En caso de accidente o malestar, acuda inmediatamente al médico

Inflamabilidad 2. Materiales que deben calentarse moderadamente o exponerse a temperaturas altas antes de que ocurra la ignición.

Salud 3. Materiales que bajo corta exposición pueden causar daños temporales o permanentes, aunque se preste atención médica.

Inestabilidad / Reactividad 0. Materiales que por sí son normalmente estables aún en condiciones de incendio y que no reaccionan con el agua

MANEJO Y ALMECENAMIENTO

Manejo

Manipular y abrir el contenedor con cuidado. Usar equipo de protección personal. Proveer de suficiente intercambio de aire y/o escape en los ámbitos de trabajo. En caso de ventilación insuficiente utilizar un equipo de respiración adecuado

Almacenaje[OBTENCION DEL FORMALDEHIDO A PARTIR DE METANOL.] Página 22

Mantener alejado del fuego, superficies calientes, fuentes de ignición, y de la luz solar. Mantener alejado el material combustible y evitar productos bases. Almacenar en tanques originales resistentes al acido. El acido fórmico puede formar CO durante almacenamiento.

Eliminación

Los contenedores deben de ser neutralizados antes de desecharse acorde con las legalizaciones locales

APENDICE B : COSTOS Y ESTUDIOS DE MERCADO.

COSTOS

COMPUESTO COSTO (£/TON)FORMALDEHIDO 300

Formaldehyde 35% aq

160

METANOL 13ACIDO FORMICO 50

ESTUDIO DE MERCADOS

Las siguientes tablas

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Tabla 3. Costos

Existen muchas industrias que se dedican a la producción de formaldehído, tanto a nivel nacional e internacional, entres ellas están:

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ALEMANIA 79 M USD 35.90%EMIRATOS ARABES

UNIDOS 0.00% 84.40%EMIRATOS ARABES

UNIDOS 32 M USD 84.40% BURUNDI 0.00% 278.30%FRANCIA 22 M USD -12.40% LITUANIA 0.00% 117.00%BELGICA 17 M USD 4.30% OMAN 0.00% -73.20%ESLOVENIA 11 M USD 18.40% SENEGAL 0.00% -77.90%

ETIOPIA 0.00% -94.80%

MERCADO DE IMPORTACION DE FORMALDEHIDO.

PRINCIPALES PAIS IMPORTADORES DE FORMALDEHIDO.

DINAMISMO DE PAISES IMPORTADORES DE

FORMALDEHIDO.MONTO DE

IMPORTACIONES.EVOLUCION DE

IMPORTACIONES.

PESO EN LAS EXPORTACIONES

EVOLUCION DE EXPORTACIONES.

Tabla 5. Proveedores a nivel mundial

FABRICANTES

EMPRESA PAIS

ALEMANIA

ALEMANIA

FRANCIA

HONG KONG

CHINA

EUA

CHINA

BELGICA

PROVEDORESEMPRESA PAIS

QUIMICA BINDEN S.A.

MÉXICO

SAUDI FORMALDEHYDE

CHEMICAL COMPAÑY ,LTD.

ARABIA SAUDITA

KYOWA CO ,LTD. JAPÓNINTERQUIM S.A. COLOMBIA

PT. EVOD FORMALDEHYDE

INDONESIA

RESIMON VENEZUELASONNTANG Y ROTE COSTA RICAANQING FENGYUAN CHEMICAL CO. ,LTD

CHINA

OMEGASUPPLIESUK, LTD

REINO UNIDO

VANDANA CHEMICALS

INDIA

DONG YANG PAPER MFG. CO, LTD

COREA DEL SUR

SHAKTIN INTERNATIONAL

AUSTRALIA

BOB HILD TEXTILES EUA

CONCLUSION

En el presente trabajo se propuso un método de preparación del formaldehido y para el cual se tuvo que realizar un análisis muy completo de las distintas metodologías de preparación de este producto así como las ventajas y desventajas que presentan cada una de ellas, comenzando desde el punto de vista económico, los equipos necesarios para dicha producción hasta el impacto ambiental y la peligrosidad que representan el uso de reactivos para cada una de las posibles preparaciones y de la misma manera los productos y /o subproductos que se generar en cada caso y dicho análisis es la base solida para la toma de decisión de cuál de las posibles rutas es más conveniente.

Se puede concluir que el tipo de proceso elegido para que se desarrollara el presente trabajo fue el de catalizador de óxidos de metales debido principalmente a que la conversión es mayor que en el caso del catalizador de plata aunque de este último proceso se tiene mayor información registrada en la bibliografía, así mismo a que al hacer la comparación de la posible operación de una planta (como son las condiciones de presión y temperatura, la fabricación de subproductos valiosos que aunque se produzcan en menor cantidad puedan tener un valor monetario considerable),los resultados favorecen ampliamente al método elegido en este trabajo.

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PAISES BAJOS 66 M USD 23.60% RUSIA 3.60% 205.30%ARABIA SAUDITA 32 M USD 8.80% POLONIA 2.90% 71.50%ALEMANIA 23 M USD 7.40% PAISES BAJOS 2.80% 23.60%

EUA -2.50% -39.10%ESPAÑA -2.40% -58.70%TAIWAN -1.80% -60.90%

MERCADO DE EXPORTACION DE FORMALDEHIDO.

PRINCIPALES PAIS EXPORTADORES DE FORMALDEHIDO.

RENDIMIENTO DE PAISES EXPORTADORES DE

FORMALDEHIDO.

MONTO DE EXPORTACIONES.

EVOLUCION DE EXPORTACIONES.

PESO EN LAS EXPORTACIONES

EVOLUCION DE EXPORTACIONES.

Tabla 7. Exportaciones a nivel mundial.

BIBLIGRAFIA

TE ESIQIE MEGO 1983

PLANEACION Y CONTROL DEL PROYECTO DE AMPLIACION DE UNA PLANTA DE FORMALDEHIDO MEDIANTE LA APLICACION DEL METODO DE RUTA CRITICA.MENDOZA GOMEZ, VICENTE

TE ESIQIE CRBE 1982 SELECCION ECONOMICO-OPERATIVA DE UN SISTEMA DE ENFRIAMIENTO DEREACCION EN EL PROCESO DE OBTENCION DE FORMALDEHIDO CRUZ BEAS, JOSE GUADALUPE

ENCYCLOPEDIA OF CHEMICAL TECHNOLOGYKIRK-OTHMER

QUÍMICA ORGANICA INDUSTRIAL

KLAUS WEISSERMEL,HANS-JÜRGEN ARPE

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FUENTES DE INTERNET

http://books.google.com.mx/books?id=UxA3kcGM-i0C&pg=PA39&lpg=PA39&dq=reaccion+de+la+formacion+de+formaldehido+por+oxidos+metalicos&source=bl&ots=5VI3TY5hyQ&sig=zHRV7ISJDszVBjF3T9ZNC0O121o&hl=es&ei=Sh1nTYyPPIzqgQesnuTLCg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CBEQ6AEwAA#v=onepage&q&f=false

http://www.textoscientificos.com/quimica/formaldehido/reactividad

http://ed.icheme.org/costchem.htmlhttp://www.slideshare.net/joharced/formaldehidohttp://www.dadma.gov.co/paginas/guias%20ambientales/documentos/Guia15.pdf

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