ACETONITRILO

Diana Alejandra Rojas cod.
6161836
Yurian Vanegas Villanueva cod.6161907
Maria Camila Muñoz cod.6162015
CASO DE ESTUDIO DEL ACETONITRILO
1. GENERALIDADES DE LA SUSTANCIA.
Es un líquido incoloro y cristalino y el cual tiene un olor característico. También se le

conoce como cianometano, Etanonitrilo y Cianuro de metilo. El punto de ebullición
que presenta la sustancia es de 82 °C, su punto de fusión es de -46°C, la densidad es
de 0,786 g/cm3.
Entre las aplicaciones de esta sustancia se encuentran en el análisis y elaboración de

productos farmacéuticos sintéticos y actúa como solvente UV, elaboración perfumes,
productos de caucho, pesticidas, quita uñas acrílicas y baterías. También se utiliza
para extraer ácidos grasos de aceites animales y vegetales.
Tabla 1. Propiedades fisicoquímicas del Acetonitrilo

2. CONSIDERACIONES
- Inicialmente se consideró la obtención del Acetonitrilo a partir de la
Acetamida ya que es de los procesos más utilizados y conocidos a nivel
industrial. Sin embargo, al considerar la simulación en COCO, la acetamida es
una sustancia que no se encuentra en la base de datos, por lo que se requería
agregar la sustancia al programa pero no fue posible debido a que todos los
datos requeridos no se encontraron en la literatura. Por lo anterior se buscó
otra ruta reactiva que proporciona mayor información (Obtención de
acetonitrilo a partir de propileno,oxígeno y amoniaco), aunque no representa
conversiones altas del producto de interés, ofrece referentes para las
condiciones del sistema y es posible hacer la simulación por medio de un
reactor de Gibbs.
- Para la determinación del catalizador se tuvo en cuenta el costo de los 2
posibles catalizadores para el proceso reactivo. Se evidencia en la siguiente
tabla que el más económico es el Antimonio.
Tabla 2. Costos de catalizadores.
Opción catalizador Cantidad Costo (US)
Óxido de Molibdeno 1 kg 150,00
Antimonio 1 kg 10,00
3. RUTA QUÍMICA
3.1 Acetonitrilo a partir de propileno, oxígeno y amoniaco
0.66 𝐶𝐻2 = 𝐶𝐻 − 𝐶𝐻3 + 𝑁𝐻3 + 𝑂2 → 𝐶𝐻3 − 𝐶𝑁 + 2𝐻2O
0.6666 moléculas de propileno reaccionan con una molécula de amoniaco y una

molécula de oxígeno provenientes del aire para producir una molécula de acetonitrilo
y dos moléculas de agua.
4. CONDICIONES DE OPERACIÓN.
● Temperatura de operación del reactor: 400-500°C.

● Presión: 1 bar.
● Catalizador: Antimonio.
● Flujo másico del catalizador: 40,66 kg/h
● Masa del catalizador:40,48 kg
● Densidad del catalizador: 880 kg/m3
● ∆𝐻 = −123 𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑚𝑜𝑙.
● Reacción en fase gaseosa (vapor).
● Reacción exotérmica.
5. ESTUDIOS PARAMÉTRICOS
- La elevada temperatura que se presenta en el reactor, aumentará la selectividad

y por tanto mejorará el rendimiento de producción del acetonitrilo.
- El reactor cuando se trabaja en modo estacionario y a una temperatura de
300°C, tiene como resultado un alto rendimiento de acetonitrilo.
- La alimentación al reactor se asume inicialmente de acuerdo a la relación
estequiométrica de la reacción presente.
- La evaluación de flujos de entrada se tomaron en cuenta en base a la relación
estequiométrica, siendo equimolar (150 kmol/h) tanto el oxígeno como el
amoniaco y en menor cantidad se encuentra el propileno (100 kmol/h). Cabe
resaltar que al aumentar los flujos proporcionalmente, la conversión del
acetonitrilo tendía a bajar.
Caso 1: EVALUACIÓN EN EL REACTOR DE GIBBS
Tabla 3. Condiciones de alimentación y salida.
CONDICIONES DE ALIMENTACIÓN
Oxígeno Amoniaco Propileno Acetonitrilo Agua
Fracción molar 0,375 0,375 0,25 0 0
Temperatura (°C) 82
Fase Vapor
CONDICIONES DE SALIDA
Fracción molar 9,86E-16 9,86E-16 1,42E-16 0,333 0,666
Fase Vapor
Al ejecutar la simulación con el reactor de gibbs, se obtuvo la relación estequiométrica de la
reacción. Al especificar esas condiciones iniciales, se obtuvo una máxima conversión de
acetonitrilo 0,3333.
Caso 2: EVALUACIÓN EN EL REACTOR CSTR
Imagen 1. Simulación del reactor CSTR.
Tabla 4. Condiciones de alimentación y salida.
CONDICIONES DE ALIMENTACIÓN
Fracción molar 0,375 0,375 0,25 0 0
Fase Vapor
Constante 0,01744
Volumen 0,046
catalizador (m3)
CONDICIONES DE SALIDA
Fracción molar 0,1825 0,1825 0,1217 0,1710 0,3421
Fase Vapor
Al simular el proceso de producción de Acetonitrilo empleando un reactor CSTR se establece

la relación estequiométrica de la reacción para la alimentación del reactor, así mismo, no
influye la elección de un reactivo limitante, en este caso, no hay necesidad de tener el
oxígeno en exceso. Por otro lado, al emplear este tipo de reactor se obtiene una conversión
del 0,1710 del acetonitrilo y usando 0,046 m3 de catalizador.
Imagen 2. Estudios paramétricos del reactor CSTR.
A partir de los estudios paramétricos realizados para el reactor CSTR, se determinó que a una
temperatura de 100°C y un reactor con un volumen de 1m3 se obtiene una máxima
conversión de reactivos y una fracción molar de Acetonitrilo de 0,2178. Es decir, que el
proceso de producción se da a temperaturas bajas y con un reactor de volumen pequeño, el
cual se considera un proceso eficiente frente a costos.
CONCLUSIONES
1. Se concluye al evaluar el reactor CSTR, las condiciones a las que la reacción

se favorece son temperaturas bajas y volúmenes moderados.A pesar de que la
literatura proponía temperaturas del orden de 300°C, esa temperatura favorecía
la producción del acrilonitrilo y no la formación del acetonitrilo.
2. El análisis en el reactor PFR, no se logró concluir en su totalidad, esto debido
a las condiciones a las que se presenta la reacción en presencia de catalizador
y la cual se ve alterada directamente por la catálisis y valores respecto a carga,
densidad y tipo de catalizador. Por tanto, los estudios paramétricos se
realizaron únicamente para el reactor CSTR.
3. Se determina que el proceso requiere etapas posteriores de purificación para
obtener una máxima conversión del producto deseado.
4. Para el análisis de los dos reactores, se establece que el reactor que presenta un
mejor ajuste de acuerdo a la reacción planteada, es el CSTR, esto
principalmente a que se evalúa la acción del catalizador y como influye en la
velocidad de reacción a diferencia del reactor de Gibs.
BIBLIOGRAFÍA
● Burgos, S. C., Garau, J., & Perez, L. M. (2019). Producción de Acrilonitrilo

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CASO DE ESTUDIO DEL ACETONITRILO

Es un líquido incoloro y cristalino y el cual tiene un olor característico. También se le

Entre las aplicaciones de esta sustancia se encuentran en el análisis y elaboración de

Tabla 1. Propiedades fisicoquímicas del Acetonitrilo

Tabla 2. Costos de catalizadores.

Opción catalizador Cantidad Costo (US)

Óxido de Molibdeno 1 kg 150,00

0.66 𝐶𝐻2 = 𝐶𝐻 − 𝐶𝐻3 + 𝑁𝐻3 + 𝑂2 → 𝐶𝐻3 − 𝐶𝑁 + 2𝐻2O

0.6666 moléculas de propileno reaccionan con una molécula de amoniaco y una

● Temperatura de operación del reactor: 400-500°C.

- La elevada temperatura que se presenta en el reactor, aumentará la selectividad

Caso 1: EVALUACIÓN EN EL REACTOR DE GIBBS

Tabla 3. Condiciones de alimentación y salida.

Oxígeno Amoniaco Propileno Acetonitrilo Agua

Fracción molar 0,375 0,375 0,25 0 0

Oxígeno Amoniaco Propileno Acetonitrilo Agua

Fracción molar 9,86E-16 9,86E-16 1,42E-16 0,333 0,666

Temperatura (°C) 300

Caso 2: EVALUACIÓN EN EL REACTOR CSTR

Imagen 1. Simulación del reactor CSTR.

Tabla 4. Condiciones de alimentación y salida.

Oxígeno Amoniaco Propileno Acetonitrilo Agua

Fracción molar 0,375 0,375 0,25 0 0

Oxígeno Amoniaco Propileno Acetonitrilo Agua

Fracción molar 0,1825 0,1825 0,1217 0,1710 0,3421

Temperatura (°C) 300

Al simular el proceso de producción de Acetonitrilo empleando un reactor CSTR se establece

Imagen 2. Estudios paramétricos del reactor CSTR.

1. Se concluye al evaluar el reactor CSTR, las condiciones a las que la reacción

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