Tarea_ Sintesis

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PROBLEMA 8.8 
El cloruro de alilo es un compuesto químico de notable valor, usado para la 
producción de glicerol y otras especialidades químicas. Para producirlo, se utiliza la 
cloración de propileno: 
HClClHCClHC  53263 
 
Esta reacción se lleva a acabo a 300°C con 100% de exceso de propileno, y está 
acompañada de otras reacciones secundarias que producen varios compuestos 
clorados. En la tabla adjunta se muestran la composición de salida del reactor, los 
puntos de ebullición y solubilidades en agua. Se desea separar el cloruro de alilo 
puro y reciclar las corrientes de propileno y cloro al reactor. 
 
COMPUESTO CANTIDAD 
RELATIVA (en base 
de peso) 
PUNTO DE 
EBULLICIÓN 
SOLUBILIDAD EN 
AGUA (% en peso) 
A 1,3 Dicloropropano 0.2 112 Insoluble 
B Dicloruro de 
acroleina 
1.8 84 Insoluble 
C Cloruro de alilo 9.3 50 0.33 
D Cloro 3 -34 1.46 
E Propileno 105 -48 0.89 
F Ácido clorhídrico 93 -85 72 
 
Basado principalmente en las reglas heurísticas que se indican, propongan los 
esquemas resultantes de separación: 
a) Separar los componentes más abundantes primero 
b) Hacer las separaciones más difíciles al final 
c) Separar los compuestos de bajo punto de ebullición primero 
d) Separar los compuestos corrosivos primero 
e) Basado en un análisis de los esquemas anteriores, sugiera un proceso de 
separación final para esta mezcla. 
f) A continuación se muestra un proceso comercial publicado en Encyclopedia 
of chemical Technology, Vol. 5, John Wiley, 1964, p.211. 
 
 
Analice este proceso industrial, y compárelo con los esquemas generados a partir 
de reglas heurísticas. 
g) ¿Cómo podrían usarse de manera efectiva las diferencias de solubilidad en 
agua? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.3 Dicloropropano 
Dicloruro de acroleina 
 
C 
Cloruro de alilo 
AB 
F 
Ácido clorhídrico HCl 
Propileno 
Cloro Cl2 
D 
 
E 
ABCDEF 
ABCDEF 
DEF 
ABC 
DE 
Análisis del proceso industrial, y comparación con los esquemas generados 
a partir de reglas heurísticas. 
A diferencia del proceso industrial, en el esquema final generado se presentan tres 
destilaciones, no se usa un evaporador para el cloro, pero se usa un mezclador, y 
a diferencia del proceso industrial el cloro se recircula al reactor. Ya que el esquema 
presentado fue sólo en base a las reglas heurísticas mencionadas y no todas las 
existentes. 
Ya que la reacción se lleva a cabo a una temperatura de 300° C el propileno se lleva 
un calentador para alcanzar esa temperatura, para después pasar a un mezclado 
con el cloro. La mezcla posteriormente se conduce al reactor y se produce la 
cloración. La composición de salida del reactor se muestra en la tabla 
proporcionada, el esquema se obtuvo de acuerdo a las reglas heurísticas 
solicitadas, para separar primero los componentes más abundantes, la corriente 
pasa por un enfriador debido al bajo punto de ebullición, ya que llevarlo a una torre 
de destilación implicaría más coste por las bajas temperaturas. Al salir la corriente, 
se lleva al pre fraccionador y se separan los componentes DEF tomando en cuenta 
otra regla que es separar los compuestos de bajo punto de ebullición, los 
compuestos ABC de alto punto de ebullición se dejan al final, ya que es la 
separación más difícil. La corriente DEF se lleva a la primera destilación para 
obtener el compuesto F que es el segundo más abundante y el tercero con más 
bajo punto de ebullición, la corriente que sale del destilado DE se lleva a una 
segunda destilación para así obtener E el compuesto con mayor abundancia y el 
segundo con menor punto de ebullición , esta corriente recircula al mezclador 
(cloro), y en la otra corriente se obtiene el compuesto E que es el compuesto con 
menor punto de ebullición, misma corriente que recircula al calentador ( propileno). 
La segunda corriente obtenida del enfriador ABC es la más difícil por su baja 
abundancia en la mezcla, esta se lleva a la última destilación donde se obtiene una 
mezcla AB que son las de más alto punto de ebullición y en la otra corriente 
finalmente se obtiene el compuesto de interés C (Cloruro de alilo puro). 
¿Cómo podrían usarse de manera efectiva las diferencias de solubilidad en 
agua? 
Las diferencias de solubilidad en agua se pueden usar de manera efectiva en varios 
puntos del proceso, por ejemplo, la última destilación que obtiene los compuestos 
menos abundantes son los menos insolubles, incluso se deja una mezcla de AB que 
son compuestos completamente insolubles en agua, por lo tanto no es preocupante 
que sufra alguna interferencia no deseada con algún fluido de calentamiento en la 
torre, además de que no se requiere la separación de ambos componentes ya que 
quedan como residuos. 
Otro ejemplo, es del compuesto F que es el que tiene mayor solubilidad con el agua 
por lo cual, fue necesario ser el primero en separar a pesar de ser el segundo en 
mayor abundancia, pero su punto de ebullición influye (regla) en su separación, al 
ser el primero en separar tiene menos probabilidades de sufrir alguna interferencia 
no deseada con agua en algún flujo de calentamiento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROBLEMA 8.9 
 
 
 
PASO 1. Realizar una tabla con todos los componentes y fracciones mol. 
 
PASO 2. Calcular el costo anual para el método 1 y para el método 2. 
 
METODO I. 
 
𝑐𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 = 500
𝐹
AB
 
 
METODO II. 
 
𝑐𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 = 600
𝐹
AB
 
 
 
PASO 3. Se calculan los costos de operación para el método 1 y método 2. 
 
METODO I. 
𝐶𝐼 = 50
𝐹
I
 
 
 
 
METODO II. 
 
𝐶𝐼 = 60
𝐹
I
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PASO 4. Se realiza el diagrama de flujo de los componentes (ABCD) 
 
 
 
 
 
 
 
 
A 
B 
C 
D 
A 
B 
C 
D 
A 
B 
C 
D 
PROBLEMA 8.10