Desarrollo y ejecución de una planta piloto para un proceso de sulfonación con un reactor de película descendente

Abstract

El consumo mundial de ácido sulfónico de alquilbenceno lineal (LABSA) en el año 2000 fue de 3.370 mil toneladas teniendo un aumento moderado hasta el 2010, en el año 2013 hubo un incremento significativo produciéndose 6.460 mil toneladas, esperándose un crecimiento del 3,15 % anual para los próximos años. Química Venoco C.A suministra al mercado nacional con 25 mil toneladas anuales, siendo el principal productor de LABSA en Venezuela. La etapa más crítica del proceso de sulfonación es en el reactor donde se da lugar la sulfonación del alquilbenceno lineal (LAB), ya que se debe mantener una temperatura controlada para evitar quemar el producto y promover las reacciones no deseadas, además de otras consideraciones como el flujo, espesor de película, etc. En el presente trabajo se desarrolla y se ejecuta una planta piloto para un proceso de sulfonación con un reactor de película descendente que permita el estudio de las condiciones de operación que ayuden a mejorar el proceso y la calidad del producto final, además de generar nuevos conocimientos y criterios técnicos que permitan avanzar en la optimización, control, alcance, equipos, seguridad y rentabilidad del proceso de sulfonación, y así mejorar la calidad del producto. Para el logro de los objetivos propuestos se desarrollaron los balances de masa y energía; de acuerdo a la capacidad de producción se dimensionaron los equipos tomando en consideración las etapas involucradas en el proceso de sulfonación, se calibraron los equipos de medición (rotámetros, termómetros) para validar las lecturas arrojadas por los mismos, así como también se realizaron pruebas de fugas y corridas para determinar la influencia de las variables más importantes en el proceso de sulfonación como lo es: la relación molar del trióxido de azufre (SO3)/LAB, dilución del SO3 en aire y la temperatura del reactor, para justamente determinar la condiciones más adecuadas para la sulfonación del LAB, evaluando las propiedades del producto final mediante los análisis de porcentaje de materia activa, ácido sulfúrico libre, aceite libre y valor ácido. Las condiciones más adecuadas para sulfonar el LAB en la planta piloto es una relación molar SO3/LAB de 1,224, una dilución de SO3/aire de 6% y una temperatura de salida del reactor de 40°C, para obtener un Ácido Sulfónico de Alquilbenceno Lineal (LABSA) con una materia activa de 95,64%, un valor ácido de 244,7 mg KOH/g muestra, un porcentaje de ácido sulfúrico (H2SO4) de 2,03, un aceite libre de 1,25 % y un color Klett de 42,33.