El documento describe los procesos y equipos clave involucrados en la producción de PVC. Las principales etapas son la cloración directa y la oxicloración para producir el monómero cloruro de vinilo (VCM), luego el craqueo del VCM y su polimerización para producir el polímero de PVC, enumerando los reactores y columnas de destilación utilizados. También se mencionan los procesos alternativos para modificar las propiedades de las resinas de PVC resultantes.

1. [Escriba texto]
ALTERNATIVAS DE PROCESO
Las principales materias primas parala producción de PVC son el petróleoy la sal común o clorurosódico,sin embargo existenotros ingredientes,
como plastificantes,catalizadores y pigmentos colorantes que mejoransus propiedades.
En su composición, el PVC contieneun 57% de cloro, proveniente de la sal comúny un 43% de hidrocarburos (gas y/opetróleo).El refino del petróleo
da lugar a una fracción,las naftas, que, pormedio de un proceso denominado craking, producen,entreotras sustancias gaseosas, el etileno,una de las
bases para la fabricaciónde PVC. Paralelamente el clorurosódico se descompone por electrólisis, obteniéndose cloroy además hidróxido sódicoe
hidrógeno. Aproximadamente el 35% del cloroobtenido en este proceso se destinaa la producción de PVC.
La reacción del etileno y cloro da lugar al monómero cloruro de vinilo (VCM), obteniéndose previamente el producto intermedio dicloretano (EDC). En
los inicios de la producción de VCM, se usaba principalmente el acetileno; en la actualidad sólo se produce así el 7% del VCM y el resto se obtiene por
oxicloración
La tercera sección es el craqueo del EDC para formarVCM. Tras el craqueo los productos (VCM, HCl y EDC no convertido)pasan a una etapa de
destilación de donde se obtieneel VCM productoy se separanel HCl y el EDC que se reciclan a oxicloración y destilación de EDC respectivamente.
Como se observa de la reacciónglobal el proceso es balanceado, en cuanto al ácido clorhídrico, siendo reutilizado todo el ácido generadoen el craqueo
en la sección de oxicloración.
Mediante la polimeración del monómeroVCM en reactores, en unas condiciones adecuadas de presión y temperatura, se obtiene el polímeropolicloruro
de vinilo (PVC)
El VCM junto con agua caliente se alimentana un reactordiscontinuo juntoconlos activadores y aditivos necesarios. Eneste reactor se lleva a cabo la
polimerizaciónen suspensióny una vez se ha completado se descarga a un depósito que hace de pulmónpara manteneruna produccióncontinua a las
siguientes secciones del proceso.La reacciónde polimerización es endotérmica y el calor es extraído mediante agua de refrigeraciónen serpentines.
Después de la sección de reacciónvienela secciónde desgasado en la cual se desorbe el monómero noconvertidoempleando vapor en un stripper, esta
corriente es comprimida,condensada y reciclada a la alimentación del proceso. Porel fondodel strippersale una corriente conel polímero y conagua,
para quitar el agua pasa a una centrífuga y el PVC húmedo pasa a la secciónde secado. El secado se produce en un ciclóncon aire caliente. Del ciclón
pasa mediante transporte neumáticoa un silo y a la unidadde envasado.
El rendimiento del procesoes prácticamentedel 100%,necesitándose 1001kgde VCM para obtener1000kgde PVC. Los consumos de servicios
auxiliares son de aproximadamente 0,8t de vapor portonelada de PVC, 170kWhy aditivos y productos químicos porun valoraproximado de 11€.
Las resinas de PVC se pueden producir mediante cuatroprocesos diferentes: Suspensión, emulsión, masa y solución.
Suspensión
El polimerizadoformadoen suspensión se separa del agua por filtraciónen forma de perlitas finas, y se seca a continuación. Al estar
ampliamente liberado de los aditivos perjudiciales, posee las mejores propiedades mecánicas y eléctricas. Este polimerizado ofrece el
aspecto de llovizna y nonecesita en algunas manipulaciones de preparación previa.
Con el proceso de suspensiónse obtienenhomopolímeros y copolímeros y es el más empleado, correspondiéndolecincooctavas partes del
mercado total. El procesose lleva a cabo en reactores de acero inoxidable porel métodode cargas la tendencia es hacia reactores de 15.000
Kg.
En la producción de resinas de este tipose emplean comoagentes de suspensión la gelatina,los derivados celulósicos y el alcohol
polivinílico, en un medioacuoso de agua purificada o de aereada. Algunas veces se hace necesariael agua desmineralizada.Los
catalizadores clásicos son los peróxidos orgánicos.Estetipo de resinas tiene buenas propiedades eléctricas.
Emulsión
El polimerizadoen emulsiónprecipita en la dispersión acuosa en forma de polvofino y blanco, y se aísla secándolo por atomizacióno
mediante precipitaciónelectrolítica y subsiguiente secadoen tambor. El productocontiene aúnparte de los aditivos emulsionantes, por lo
que presenta propensión a absorber más agua, juntocon unas propiedades mecánicas inferiores (estotiene el inconvenientede que el
material se enturbia, y sucalidadaislante queda limitada, pero por otra parte tienela ventaja de que los agentes del reblandecimientose
absorben bien).

2. [Escriba texto]
Con el proceso de emulsión se obtienen las resinas de pasta o dispersión, las que se utilizan para la formación de plastisoles. Las resinas de
pasta pueden ser homopolímeros o copolímeros; también se producen látices. En este proceso se empleanverdaderos agentes surfactantes
derivados de alcoholes grasos, conobjetode lograr una mejor dispersióny como resultadoun tamañode partícula menor.
Dichos surfactantes tienen influencia determinanteen las propiedades de absorción del plastisol.La resinaresultante noes tanclara ni tiene
tan buena estabilidadcomola de suspensión, perotampoco sus aplicaciones requierenestas características. El mercadode esta resinaes de
dos octavos del total de la producciónmundial.
Masa
La producción de resina de masa se caracteriza porser de “proceso continuo”,donde sólo se empleancatalizadory agua, en ausencia de
agentes de suspensión y emulsificantes, lo que da por resultado una resina conbuena estabilidad. El control del procesoes muy críticoy por
consiguiente la calidadvariable.Sumercado va en incremento, contandoen la actualidadconun octavo del mercado mundial total.
Solución
La polimerizaciónde las resinas tipo solución se lleva a cabo precisamente ensolución, y a partirde este método se producen resinas de muy
alta calidadpara ciertas especialidades. Por lo mismo,suvolumende mercado es bajo.
Dentro de la producciónde resinas, tenemos varios procesos para modificarlas propiedades de las mismas. La copolimerizaciónes uno de ellos, y tiene
por objeto obtenertemperaturas de fusión menores, lo que es especialmentebenéfico para procesos de inyección,sopladoy compresión.Los
terpolímeros de vinilo-acetatoson especialmente adecuados sobre todo si se necesita resistencia al impacto.
Otro procesode modificaciónde las propiedades de las resinas es el de post-cloración.Esteconsisteen la adición de cloroa la molécula de PVC, hasta
un 66-68% de cloro. Este nivel de cloro adicional permite que se eleve la temperaturade distorsiónde la resina, lo cual haceposible nuevas
aplicaciones,principalmente conducir líquidos con temperaturas hasta de 80°C.
ANÁLISIS DE LAS VARIABLES PRINCIPALES DE CONTROL DE LOS EQUIPOS
Cloración Directa y Oxycloración
El flujo de reactivo al reactor de cloración directa se controla mediante válvulas de control que reciben la señal correspondiente desde el transmisor de
flujo de etileno. Este esquema de control asegura la proporción adecuada de las tasas de flujo de reactivos en el reactor. Latemperatura del reactor en la
cloración directa se controla por la tasa de flujo del fluido de enfriamiento. Los transmisores de temperatura en el lado deltubo del reactor garantizan un
control adecuado de la temperatura.
El lavador cáustico se regula por control de la relación que se utiliza para ajustar el flujo de NaOH basado en el pH del producto y la tasa de flujo de
alimentación.
.
Purificacióndel DicloroEtano y Purificación VCM
La columna se regula por un sistemade control de fondos y destilados. El control de fondos utilizaun interruptorde selecciónbajo del flujo de vapor.
Un controlador de presión diferencial y un controladorde composiciónde cada llamada para un determinado flujo de vapor. El flujo más pequeño es
seleccionado por el interruptor de selección bajo.El controlador de presióndiferencial tiene un puntoigual a la caída máxima de presiónde la bandeja y
el controlador de la composiciónde ajuste es la composicióndeseada de los fondos . El sistemade control de sobrecarga utiliza un controlador de nivel
en el tambor de reflujo para controlarla relación de reflujo.La columna de pesados es controlada por un sistema de control de sobrecarga y fondos. La
temperatura de las colas es controlado por la tasa de flujo de vaporal rehervidor. Enel sistema de control de gastos generales al nivel de control del
tambor de reflujo se estableceporla tasa de flujo de destilado, la relación de reflujose ajusta porel controlador de composición con el fin de controlar
la composicióndel destilado.
EDC Cracking
El craqueo de flujo de gas combustible horno EDC es controladoporun control de la relación del flujo y temperatura.Un sist ema reguladoren cascada
se utiliza para controlarel calor de intercambiadores.
PRESENTAMOS LA LISTA DE EQUIPO CORRESPONDIENTE AL PROCESO
SELECCIONADO

3. [Escriba texto]
NUMERO EQUIPO DESCRIPCION
R-100 Directo cloración Reactor
PFTR, fluido refrigerante que fluye lado de la carcasa, cloruro
férrico
R-200 Oxicloración Reactor
PFTR, el fluido de refrigeración que fluye lado de la carcasa,
cloruro cúprico
Horno F-100 EDC horno de craqueo con tubos en la sección de radiación
V-100 DC cáustica Scrubber HCL es absorbida por NaOH, relleno aleatorio utilizado
V-101 Oxy cáustica Scrubber HCL es absorbida por NaOH, relleno aleatorio utilizado
V-102 Oxy flash utiliza para separar impurezas ligeras para el sistema
V-103 Horno RSS flash vapor se carga al horno, líquido reciclado
V-104 horno
Quench flash
1
Quench Horno de efluentes para evitar la formación de producto
por
V-105 horno Quench Flash 2
Quench Horno de efluentes para evitar la formación de producto
por
HCl V-106 flash columna de alimentación
Separa alimentación para líquido y vapor de utilizar la energía
ahorros (reducción de 3% en el derecho rehervidor)
V-107 Vent de Flash utiliza para recuperar la EDC de los flujos de residuos
V-108 HCl Absorber
V-109 cáustica Absorber Absorbentes Cl2
V-110 HCl tanques de almacenamiento Almacena el reciclaje HCl
V-111 Carbon columna de adsorción Elimina las impurezas de las corrientes de agua
V-112 El agua de lavado
Flash utiliza para eliminar el agua generada por oxi, antes de la
efluente se envía a las columnas de destilación. Elimina el agua
impurezas extraíbles, es decir, de cloral
T-100 Luces Columna
17 bandejas teóricas, relación de reflujo igual a 3, bandeja
superior presión de 185 psig con una caída de presión de 22
psig. Dia 6.5 ft H = 30 pies
Columna T-
101
Heavies
30 platos teóricos, relación de reflujo de 1, presión de la bandeja
superior de 80 psig y tiene una presión de 15 psig drop.Dia 9 pies
H = 56ft
Columna HCl
T-102
42 bandejas y una presión de la bandeja superior de 135 psig con
un la columna de caída de presión de 10 psig. Dia 7,3 m H = 80
pies
Columna T-
103 VCM
20 bandejas, presión de la bandeja superior de 65 psig con una
columna caída de presión de 10 psig. Dia 6 ft H = 36 pies
I-100 Incinerador de Residuos quemaduras por productos
E-100 horno precalentador
carga se calienta para permitir alimentación de vapor al horno, A
= 2316 ft2
E-101 Horno de Efluentes del refrigerador 1
Se inactiva horno efluente de impedir por la formación de
producto,A = 4411 m2
E-102 Horno de Efluentes enfriador 2
Se inactiva horno efluente de impedir por la formación de
producto,A = 5623 m2
E-104 Oxy efluente del reactor Más frías reactores Cools efluentes, A = 728 ft2