Análisis y diseño de un reactor para la producción de caprolactama

Abstract

RESUMEN La caprolactama es un compuesto orgánico sólido de color blanco con la fórmula (CH2)5C(O)NH y el nombre IUPAC Azepan-2-one. Es un precursor de Nylon 6, plásticos, pinturas, lisina y reticulación de poliuretanos. Se sintetiza a partir de ciclohexanona en dos etapas, una convierte la ciclohexanona en ciclohexanona oxima en la otra hay un reordenamiento de la oxima generando la caprolactama llamada transposición de Beckmann. La transposición es catalizado por H2SO4 en general, produce sulfato de amonio. El sulfato amónico es un fertilizante de baja calidad ya que al descomponer libera ácido sulfúrico que acidifica el suelo, por lo que da bajos beneficios, contribuyendo poco a la economía del proceso. Por lo tanto aunque este método es muy adecuado desde el punto de vista químico, presenta graves problemas desde el punto de vista de corrosión y ecológico. Entonces se hace mucho esfuerzo para evitar la formación de la sal. Se revisan la amoximación y la reordenación de Beckmann en fase vapor, son la forma de producción industrial de la caprolactama que no produce sulfato de amonio como subproducto. Se propone diseñar ambos reactores, uno en el que sucede la amoximación en fase liquida (R1) simular su funcionamiento y separación de la ciclohexanona oxima, y otro en el que sucede la transposición de Beckmann de la ciclohexanona oxima en fase vapor con el catalizador seleccionado (R2), luego simular su funcionamiento y purificación de la caprolactama.