Diseño de la etapa de reacción para la producción de dimetiléter a partir de metanol: Tratamiento previo del reactivo y reactores catalíticos de lecho empaquetado

Treball Final de Grau en Enginyeria Química. Codi: EQ1044. Curs acadèmic: 2020/2021 El presente proyecto tiene como objetivo el diseño de una serie de reactores de flujo de pistón de lecho empaquetado para la obtención de dimetiléter mediante la deshidratación catalítica del orden de 30.000 toneladas anuales de metanol en fase gas. La instalación se localiza en la empresa UBE Chemical Europe S.A.U., en el complejo industrial del Polígono el Serrallo, con el objetivo de aprovechar el metanol libre que posee la empresa de otros procesos productivos. La reacción tiene lugar a una temperatura elevada, por lo que antes del diseño del reactor, también se dimensiona un intercambiador de calor que calienta el reactivo hasta la temperatura de entrada del reactor, siendo esta de 225ºC. La fase fluida del reactor es de temperatura variable ya que se trata de una reacción exotérmica, por lo que se plantea el aislamiento del propio reactor para aprovechar el aumento de la velocidad de reacción. El catalizador usado es de naturaleza zeolítica ya que, como se encuentra en la literatura, dicha disposición de los reactores, combinada con este tipo de catalizadores permiten maximizar la producción de dimetiléter. El producto de reacción es tratado en una o varias columnas de destilación, permitiendo purificar el dimetiléter obtenido y recirculando metanol no reaccionado de nuevo al reactor, aunque estos equipos no se dimensionarán en el presente trabajo. Finalmente, se realiza el estudio económico del proyecto, para así analizar los costes de inversión y explotación, el Valor Actual Neto, la Tasa Interna de Rentabilidad y el Periodo de Retorno.