Ingeniería básica de una planta de producción de policloruro de vinilo (PVC) granular

Abstract

En el presente proyecto se lleva a cabo la ingeniería básica de una planta de producción de policloruro de vinilo (PVC) granular a partir de cloro y etileno como materias primas. Esta planta posee una capacidad de producción anual de 55.000 toneladas al año. El complejo industrial en el cual transcurre este proceso consta de dos plantas de fabricación distintas: la de cloruro de vinilo (CVM) y posteriormente la del propio policloruro de vinilo. En la primera de ellas tiene lugar la formación de dicloroetano (DCE), que es un producto intermedio en la obtención del cloruro de vinilo y que se produce mediante dos operaciones distintas, como son la cloración directa del etileno y la oxicloración. El siguiente paso es la purificación de dicho dicloroetano, procedente de ambas vías y que se realiza en una unidad formada por dos columnas de destilación. Posteriormente, el DCE depurado se alimenta a un reactor de craqueo o pirólisis para producir el cloruro de vinilo monómero y también se genera ácido clorhídrico. A la salida del reactor el producto compuesto por CVM, HCl y dicloroetano no convertido entra en una nueva etapa depuración. En ella se separan el ácido clorhídrico y el DCE (que se recirculan al reactor de oxicloración y a la fase de purificación de dicloroetano, respectivamente) del cloruro de vinilo, que será empleado en la siguiente planta como materia prima para fabricar el PVC. A continuación, se encuentra la planta de policloruro. El CVM obtenido en el proceso anterior se introduce como alimentación a un reactor de polimerización, junto con agua desmineralizada y una serie de aditivos, para producir la resina de PVC en suspensión. El producto resultante del reactor, que es un “slurry” formado básicamente por PVC, agua y CVM no polimerizado, pasa por una fase de desgasado y por una columna de stripping para retirar todo el porcentaje de monómero que contiene y se envía a una unidad de centrifugado en la cual se separan el agua por un lado y el PVC húmedo por otro. Finalmente, dicho PVC húmedo se alimenta a un secador junto con aire seco precalentado y de este equipo salen dos corrientes: una con aire húmedo y otra con PVC seco, el cual se envía, tras pasar por una etapa de tamizado para cumplir con las especificaciones de producto requeridas, a unos silos de almacenamiento desde los cuales se distribuirá la resina de policloruro de vinilo producida.

In the present project it is carried out the basic engineering of a production plant of granular polyvinylchloride (PVC) from chlorine and ethylene as raw materials. This plant has an annual production capacity of 55,000 tons per year. The industrial complex in which this process takes place has got two different plants of manufacture: vinyl chloride (CVM) and polyvinylchloride. In the first of these takes place the formation of dichloroethane (DCE), which is an intermediate product in the preparation of vinyl chloride and it is produced by two different operations, such as direct chlorination of ethylene and oxychlorination. The next step is the purification of the dichloroethane, from both operations and it is performed in a unit consisting of two distillation columns. Subsequently, the purified DCE is fed into a cracking or pyrolysis reactor to produce vinyl chloride monomer and hydrochloric acid too. On leaving the reactor the product composed of CVM, HCl and dichloroethane not transformed enter into a new stage of purification. In this stage, hydrochloric acid and DCE (which are recirculated to the oxychlorination reactor and the purification stage dichloroethane, respectively) are separated of vinyl chloride, which will be used in the next plant as raw material for making PVC. In the polyvinyl chloride plant, the CVM obtained in the previous process is fed to a polymerization reactor, together with demineralized water and additives to produce PVC resin in suspension. The product from the reactor, which is a "slurry" basically formed by PVC, water and CVM unpolymerized, goes through a phase of degassing and column stripping to remove all percent monomer containing and sent to a unit of centrifuge in which the water on one side and wet PVC on the other are separated. Finally, the wet PVC is fed into a dryer with preheated dry air and there are two streams that go out from this equipment: one with humid air and other with dry PVC, which is sent, after passing through a screening step to meet specifications product required, to some storage silos from which the polyvinylchloride resin produced is distributed.