Diseño de una línea de purificación de una corriente de clorometanos obtenida a partir de un proceso de termocloración

Abstract

El objetivo del presente Proyecto Fin de Carrera estriba en obtener una producción anual del componente de interés, el diclorometano (CH2CL2), que dé soporte a todo el flujo comercial del componente a nivel nacional con una pureza mínima del 99,5%, a partir de una corriente de alimentación basada en una mezcla de clorometanos con una composición del componente de interés del 9,78%. Ya que en nuestro proceso de obtención de clorometanos, el diclorometano es el componente que se comercializará mayoritariamente, el objetivo del proyecto se centrará en este compuesto como referencia a la hora del cálculo. No obstante, el proceso de purificación en el que se centra el proyecto tendrá en cuenta todos los coproductos (clorometano - CH3Cl, diclorometano – CH2Cl2, cloroformo – CHCl3 y tetracloruro de carbono CCl4) al final de dicha purificación. Dado que perseguimos la obtención de clorometanos debido a sus diversas aplicaciones ya descritas en la petición del Proyecto Fin de Carrera. Este PFC tratará de abarcar una aproximación a los componentes de los que persigue su comercialización. En este caso los clorometanos. Para ello se hablará de su naturaleza físico-química a través de sus propiedades, intentando definir las características que posee. Se entrará en los procesos de obtención de cada uno de ellos, en concreto en la obtención a partir de termocloración y en especial en la separación de estos a través de rectificación. Hay que definir la utilización que tienen estos productos y los posibles sectores o ámbitos de comercialización que pueden encontrarse debido a sus aplicaciones individuales. Por último se hará una evaluación socioeconómica de nuestros productos que nos permitirá concluir con una completa visión de los productos a producir. Entre los usos destacados del diclorometano se puede citar su utilización como quitapinturas, aerosoles, disolvente de fibras y plásticos, limpieza y desengrasado de metales, espumas de poliuretano flexible, procesos alimentarios y procesos farmacéuticos. El diseño de las columnas de destilación tiene como base de cálculo la composición y el caudal de la corriente de salida procedente de la etapa de reacción de termocloración. El objetivo es definir los parámetros dimensionales y mecánicos de la columna, así como la determinación de las corrientes de cada una de ellas a través de la rectificación. Los datos proporcionados a través de la solución de las hojas de cálculo justifican los datos tomados del simulador, pudiendo así ser validados los resultados para el diseño de la columna y su dimensionamiento. En el caso del diseño mecánico se quedan los resultados facilitados por la hoja del cálculo, apoyados por la bibliografía ya que es algo que está fuera de las posibilidades del simulador. Al finalizar se obtendrán todos los resultados para el diagrama de flujo del proceso del que se pondrá un ejemplo a continuación. La disposición de los equipos e instalaciones en la propiedad perteneciente a la Refinería de Cepsa Gibraltar-San Roque situada en San Roque, en la provincia de Cádiz, se establecerá según se expone en el Proyecto que se desarrolla. Sólo problemas derivados que en la realización la hicieran inviable, sería motivo de cambio, para lo cual se debe consultar a la Propiedad y dicho cambio debe ir avalado por la Dirección Técnica. Se debe destacar que el presente PFC hace referencia al proceso de separación de una planta industrial, por lo que el análisis de rentabilidad se hará virtualmente en base a un precio ficticio porcentual al coste de la parte de estudio de la planta. Se irán definiendo cada uno de los parámetros necesarios para el cálculo de los diferentes indicadores de rentabilidad. Se tomará como vida útil de la planta 10 años, con un coste de 76,5 M€ que al finalizar ese tiempo de trabajo tendrá un valor residual de un 5% del valor inicial de la planta. Se tienen unas ventas netas anuales de 51,6 M€ y unos costes totales anuales asociados de 20,6 M€. En base a estos datos se fija un fondo de rotación de 3,85 M€.