Obtención de p-xileno a partir de la desproporción selectiva de tolueno

Abstract

El p-xileno es un hidrocarburo aromático inflamable e incoloro que existe como un líquido a presión y temperatura ambiente. El mercado actual del p-xileno es predominantemente dirigido hacia la producción de una variedad de fibras, films y resinas. Es un intermediario clave en la síntesis de ácido tereftálico purificado (PTA) y tereftalato de dimetilo (DMT), ambos se usan en la producción de plásticos industriales y poliésteres. Específicamente, el PTA se utiliza en la producción de resinas de botellas de tereftalato de polietileno (PET). El PET se forma a partir del ácido tereftálico, de la oxidación de p-xileno. El p-xileno es seleccionado preferentemente sobre meta y orto porque la para-configuración se propagará hacia adelante para producir un monómero de PET de alto volumen. El PET es la materia prima base para producir envases de productos alimenticios (reemplaza al vidrio); de todas maneras, la mayor demanda proviene de la fabricación de fibras poliéster (98%), por medio del PTA. Latinoamérica muestra un balance negativo en su balanza comercial y productiva de dicho producto. La demanda mundial de p-xileno, como insumo difundido en las materias primas, seguirá creciendo a tasas promedios que rondarán el 6% anual, liderado por el consumo para fibras poliéster, especialmente en las zonas de Asia (China) y Oriente Medio. (Valverde R.G. IPA nº 83. 2016) Ante este entorno, el análisis técnico-económico de la instalación de una planta de p-xileno en Argentina para la producción de PTA (ácido tereftálico) toma sentido en la región considerando en un horizonte de 10 años. En este proyecto de fin de grado de la carrera Ingeniería Química de la UTN FRVM se analizó que: - La producción de PET registra un aumento a través de los años lo que permite inferir que aumentará la demanda de p-xileno y su producción nacional es clave para la sustitución de las importaciones. - Se seleccionó el proceso más conveniente económicamente y donde se obtuviera la mayor pureza de p-xileno sin generar un alto impacto ambiental. - Se determinó la cantidad de producción para sustituir un porcentaje de las importaciones analizando la demanda y las limitaciones de la planta. - En la localización se analizó la proximidad de los proveedores y clientes concluyendo que la ciudad de Ensenada en la provincia de Buenos Aires representa el lugar óptimo. - En los balances de masa y energía se llevaron a cabo las integraciones energéticas necesarias para lograr mayores rendimientos de proceso. - Se automatizó el proceso que garantiza la seguridad y calidad del producto. - Se efectúa una evaluación económica-financiera, mediante indicadores que determinan la factibilidad del proyecto (VAN - TIR). Las mismas arrojan resultados favorables, lo cual señala que el proyecto de inversión es factible.