kkk

1. AVANCE DE FROMULACION, BOCETO,PREFACTIBILIDAD PARA LA HIDROGENACIION
DE ETILENO
1. OBJETIVOS
• Buscar información sobre la hidrogenación catalítica del etileno para la obtención de
etano
• Plantear la formulación, boceto y pre factibilidad para la obtención de etano a partir de
la hidrogenación de etileno
2. FUNDAMENTO TEORICO
HIDROGENACIÓN DE ALQUENOS
Los alquenos reaccionan con hidrógeno en presencia de un catalizador adecuado para
formar productos de adición. Los alcanos saturados correspondientes. Platino y paladio
son los dos catalizadores utilizados para la mayoría de las hidrogenaciones de alquenos.
El paladio suele emplearse finamente dividido y con un mineral inerte, como carbón, a
manera de soporte para maximizar el área superficial (Pd/C). El platino se emplea
generalmente como PtO2, reactivo llamado catalizador de Adams.
La reacción de hidrogenación ha resultado difícil de estudiar mecanísticamente. Sin
embargo, la experiencia ha demostrado que la hidrogenación suele ocurrir con
estereoquímica sin; ambos hidrógenos se unen al doble enlace desde la misma cara. El
primer paso de la reacción es la adsorción del hidrógeno en la superficie del catalizador.
Después se forma un complejo entre el catalizador y el alqueno mediante la superposición
de orbitales vacantes del metal con el orbital pi lleno del alqueno, a continuación el
producto saturado se separa del catalizador.
LaHidrogenaciónCatalítica
En la hidrogenación, la energía de activación es muy alta y, por lo tanto, esta reacción no se
llevará a cabo muy fácilmente sin el uso de condiciones especiales, tales como una
temperatura y una presión muy altas. Sin embargo, si se añade una pequeña cantidad de un
compuesto metálico a base de paladio, platino o níquel a la mezcla de alqueno/hidrógeno, la
reacción de hidrogenación se produce mucho más fácilmente. El metal actúa como un
catalizador para esta reacción. Por lo tanto, la hidrogenación catalítica es la adición de
hidrógeno a un compuesto químico insaturado usando un catalizador metálico para acelerar la
reacción.
La hidrogenación catalítica (Ni, Pt, Pd) conduce primero a la formación de un alqueno y luego a
la del alcano correspondiente.
. Al agitar bajo una ligera presión de hidrógeno en presencia de una pequeña cantidad de un
catalizador, los alquenos se convierten suave y cuantitativamente en alcanos con el mismo
esqueleto carbonado.
La hidrogenación es de dos tipos generales: (a) heterogénea (dos fases) y (b) homogénea (una
fase). En ambos casos, el catalizador provoca la adición de hidrógeno molecular, H2, al doble
enlace.

2. •  La hidrogenación heterogénea : es el método clásico, todavía muy utilizado. El
catalizador es algún metal dividido finamente, por lo común platino, paladio o níquel. Se
agita una solución del alqueno bajo una ligera presión de hidrógeno gas en presencia de
una pequeña cantidad del catalizador. La reacción es rápida y suave y, una vez completa,
simplemente se filtra la solución del producto saturado del catalizador insoluble.
 La hidrogenación homogénea: mucho más moderna, ofrece una flexibilidad imposible
de alcanzar con los catalizadores antiguos. Mediante modificaciones en los catalizadores,
puede llevarse a cabo la hidrogenación con una selectividad sin precedente. Los catalizadores
son complejos orgánicos de metales de transición, como rodio o iridio: por ejemplo, el
catalizador de Wilkinson. Son solubles en disolventes orgánicos y la hidrogenación se efectúa
así en una sola fase, la solución. Lo inconveniente del método está en la dificultad de
separación del catalizador y el producto una vez terminada la reacción. Sin embargo, se están
desarrollando métodos para evitar esta dificultad: el catalizador se une incorporado
químicamente a un polímero sólido insoluble (una molécula gigante), lo que permite una
filtración fácil al final de la reacción. De esta manera, la hidrogenación homogénea se convierte
en heterogénea, pero el modo de acción parece permanecer igual. En el capítulo 20
estudiaremos con algún detalle estos catalizadores: su estructura, cómo trabajan y, en
particular, cómo permiten el control estereoquímico de la hidrogenación y de muchas otras
reacciones
Proceso
La hidrogenación tiene tres componentes, el sustrato saturado, el hidrógeno y,
invariablemente, un catalizador. La reacción de reducción se lleva a cabo a diferentes
temperaturas y presiones dependiendo del sustrato y la actividad del catalizador
Sustrato:
La adición de H2 a un alqueno proporciona un alcano en la reacción protypical:
1.- CATALIZADOR
La longevidad del catalizador requiere también un material soporte que no se derrumbe o
desintegre durante su preparación y uso. Bentonitas y montmorillonitas extraídas con HCl para
reducir su contenido en aluminio tienen mejores propiedades mecánicas y mayor absortividad
del ácido que la celita
Los catalizadores heterogéneos
- Los catalizadores heterogéneos para la hidrogenación son más comunes
industrialmente. Al igual que en los catalizadores homogéneos, la actividad se ajusta a
través de cambios en el medio ambiente en todo el metal, es decir, la esfera de
coordinación. Diferentes caras de un catalizador heterogéneo cristalina muestran
actividades distintas, por ejemplo. Del mismo modo, los catalizadores heterogéneos se
ven afectados por sus soportes, es decir, el material sobre el con el catalizador
heterogéneo está obligado.
En muchos casos, las modificaciones altamente empíricos implican "venenos" selectivos. Por lo
tanto, un catalizador cuidadosamente elegido puede ser utilizado para hidrogenar algunos
grupos funcionales sin que afecten a otros, tales como la hidrogenación de alquenos sin tocar
los anillos aromáticos, o la hidrogenación selectiva de alquinos a alquenos utilizando
catalizador de Lindlar. Por ejemplo, cuando se coloca el catalizador de paladio sobre sulfato de
bario y después se trató con quinolina, el catalizador resultante reduce alquinos sólo la medida

3. de lo alquenos. El catalizador de Lindlar se ha aplicado a la conversión de fenilacetileno a
estireno.
Hidrogenación asimétrica también es posible a través de la catálisis heterogénea en un metal
que es modificado por un ligando quiral.
Fuentes de hidrógeno
Para la hidrogenación, la fuente obvia de hidrógeno es en sí mismo gas H2, que es típicamente
disponible en el comercio dentro del medio de almacenamiento de un cilindro presurizado. El
proceso de hidrogenación utiliza a menudo mayor que 1 atmósfera de H2, por lo general
transporta desde los cilindros y, a veces aumentada por "bombas de refuerzo". El hidrógeno
gaseoso se produce industrialmente a partir de hidrocarburos por el proceso conocido como
reformado con vapor.
• Transferencia de hidrogenación
El hidrógeno también puede ser extraído de "hidrógeno"-donantes en lugar de gas de
H2. Donantes de hidrógeno, que a menudo sirven como disolventes incluyen hidrazina,
dihidronaftaleno, dihidroantraceno, isopropanol, y el ácido fórmico. En la síntesis
orgánica, hidrogenación de transferencia es útil para la reducción asimétrica de
sustratos insaturados polares, tales como cetonas, aldehídos, e iminas.
• Hidrogenación electrolítica
Sustratos polares tales como las cetonas pueden ser hidrogenados
electroquímicamente, el uso de disolventes próticos y equivalentes reductores como la
fuente de hidrógeno.
Termodinámica y el mecanismo
La hidrogenación es una reacción fuertemente exotérmica. En la hidrogenación de aceites
vegetales y ácidos grasos, por ejemplo, el calor liberado es de aproximadamente 25 kcal por
mol, suficiente para elevar la temperatura del aceite por 1.6 a 1.7 C por número de yodo gota.
El mecanismo de hidrogenación catalizada por metal de alquenos y alquinos se ha estudiado
ampliamente. En primer lugar el etiquetado de isótopos de deuterio utilizando confirma la
regioquímica de la adición:
RCH = CH2 D2? RCHDCH2D
Aplicaciones industriales
La hidrogenación catalítica tiene diversos usos industriales. Con mayor frecuencia, la
hidrogenación industrial depende de catalizadores heterogéneos.
En los procesos petroquímicos, la hidrogenación se utiliza para convertir alquenos y
compuestos aromáticos en alcanos y cicloalcanos saturados, que son menos tóxicos y menos
reactiva. Por ejemplo, aguarrás mineral es generalmente hidrogenado. Hidrocraqueo de
residuos pesados en diesel es otra aplicación. En isomerización y los procesos de reformado
catalítico, un poco de presión de hidrógeno se mantiene a hydrogenolyze coque formado sobre
el catalizador y prevenir su acumulación.
El equipo utilizado para la hidrogenación
Químico banco de hoy tiene tres opciones principales de los equipos de hidrogenación:

4. • Hidrogenación por lotes en condiciones atmosféricas
• Hidrogenación por lotes a temperatura elevada y/o presión
• Hidrogenación Flow
Hidrogenación por lotes en condiciones atmosféricas
El original y sigue siendo una forma comúnmente practicado de hidrogenación en laboratorios
de enseñanza, este proceso se lleva a cabo normalmente mediante la adición de catalizador
sólido a un matraz de fondo redondo de reactivo disuelto que ha sido evacuado usando
nitrógeno o gas argón y la mezcla de sellado con un sello de caucho penetrable. El gas
hidrógeno se suministra a continuación a partir de un globo lleno de H2. La mezcla de tres
fases resultante se agita para promover la mezcla. La absorción de hidrógeno se puede
controlar, lo cual puede ser útil para monitorizar el progreso de una hidrogenación. Esto se
consigue, ya sea usando un tubo graduado que contiene un líquido de color, generalmente
acuosa de sulfato de cobre o con los calibres para cada recipiente de reacción.
Hidrogenación por lotes a temperatura elevada y/o presión
Dado que muchas reacciones de hidrogenación tales como hidrogenolisis de los grupos
protectores y la reducción de los sistemas aromáticos proceder muy lentamente a
temperatura y presión atmosférica, sistemas presurizados son populares. En estos casos, se
añade catalizador a una solución de reactivo en una atmósfera inerte en un recipiente a
presión. El hidrógeno se añade directamente a partir de un cilindro o construido en el
laboratorio de fuente de hidrógeno, y la suspensión se sacudió presurizado mecánicamente
para proporcionar agitación, o una cesta de hilado se utiliza. El calor también se puede usar,
como la presión compensa la reducción asociada en la solubilidad del gas.
Hidrogenación Flow
Hidrogenación de flujo se ha convertido en una técnica muy popular en el banco y cada vez
más la escala de proceso. Esta técnica consiste en que fluye continuamente una corriente
diluida de reactivo disuelto sobre un catalizador de lecho fijo en presencia de hidrógeno.
Usando la tecnología de HPLC establecido, esta técnica permite la aplicación de presiones
desde la atmosférica hasta 1.450 psi. Las temperaturas elevadas también pueden ser
utilizados. En la escala de banco, sistemas utilizan una gama de catalizadores preenvasados
que elimina la necesidad para el pesaje y el filtrado de catalizadores pirofóricos.
Reactores industriales
La hidrogenación catalítica se lleva a cabo en un reactor de flujo de pistón tubular relleno con
un catalizador soportado. Las presiones y temperaturas son generalmente altos, aunque esto
depende del catalizador. Catalizador de carga es típicamente mucho menor que en el
laboratorio de hidrogenación por lotes, y diversos promotores se añaden al metal, o metales
mixtos se utilizan, para mejorar la actividad, selectividad y estabilidad del catalizador. El uso
del níquel es común a pesar de su baja actividad, debido a su bajo costo en comparación con
los metales preciosos.
Reactores de inducción de gas líquido también se utilizan para llevar a cabo la hidrogenación
catalítica.
La hidrogenación es la adición de hidrógeno al doble enlace para formar alcanos.
Platino y paladio son los catalizadores más comunmente usados en la hidrogenación de

5. alquenos. El paladio se emplea en forma de polvo absorbido en carbón (Pd/C). El platino se
mplea como PtO2 (Catalizador de Adams).
La hidrogenación es sensible al impedimento estérico que explica la selectividad para la
reacción con el doble enlace exocíclico pero no el doble enlace interno
El etano es formado con una energía de activación de 0,3kcal / mol sólo cuando Pd (111) está
pre-cubierto por hidrógeno y no cuando etileno e hidrógeno son co-dosifican, lo que indica
que los bloques de etileno de adsorción de hidrógeno
MECANISMO DE REACCION
. El mecanismo normalmente aceptado es el propuesto originalmente por Horiuti y Polanyi
(alrededor de 1934)
1. Disociación de la molécula de hidrógeno en la superficie del metal.
2. Formación de un enlace coordinado π con el metal
3. Adición reversible de un átomo de hidrógeno
4. Adición irreversible del segundo átomo de hidrógeno
H2 (gas) ----> 2H(ads)
H2C=CH2 (gas) ----> H2C=CH2 (ads)
H2C=CH2 (ads) + H(ads) ----> H3C-CH2 (ads)
H3C-CH2 (ads) + H(ads) ----> H3C-CH3 (ads)
. El catalizador se enlaza tanto al H2 y el sustrato insaturado, facilitando así su unión.
aunque es discutible el que el enlace H-H se rompa al adsorberse dado que, en condiciones de
laboratorio, se ha encontrado que la adición produce estereoespecificidad sin. Se han
utilizado numerosos metales de transición como catalizadores, entre ellos: Ni, Cu, Pt, Rh, Fe,
Cr, Ir.
Si consideramos otras especies insaturadas, encontramos que la facilidad de hidrogenación es
(en orden de menor a mayor dificultad):

6. 1. Triples enlaces y dobles enlaces aislados
2. Dobles y triples enlaces conjugados o que forman parte de un sistema aromático
3. Grupos carbonilos de aldehídos y cetonas
4. Derivados de ácidos carboxílicos (sólo a altas temperaturas)
Los triples enlaces se hidrogenan más rápidamente que los dobles y, en muchas ocasiones, es
posible desactivar parcialmente un catalizador para que reduzca triples enlaces sin afectar los
dobles enlaces producidos
REACCION
ENERGIA DE LOS ENLACES
Cuanto más alta sea la energía de enlace, querrá decir que más costará romperlo, por lo que el
enlace será más fuerte y más estable.
Como en la mayoría de las ocasiones se suele trabajar a presión constante, la variación de las
energías de enlace coincidirá con la variación de entalpía de la reacción.
Entalpía de la reacción de hidrogenación del eteno para formar etano A 298 K
En nuestro caso:
• Se rompe un enlace C = C y otro H – H
• Se forma un enlace C – C y dos C – H
ENERGIA DE LOS ENLACES
• Energía de enlace C = C = 610 KJ/mol
• Energía de enlace H – H = 436 KJ/mol
• Energía de enlace C – C = 347 KJ/mol
• Energía de enlace C – H = 415 KJ/mol
• = – (347 + (2*415)) + (610-436)=-1003 KJ/mol
Hallando el calor desprendido del proceso a temperatura estándar:

7. EL CAMBIO DE ENERGIA GIBBS DE REACCIÓN A 298 °C
CAMBIO DE ENTROPIA A 298 K
INTERVALO DE TEMPERATURAS PARA LAS CUALES LA REACCION NO ES
ESPONTANEA
2.- ETILENO
El etileno alimentado a la planta proviene de un proceso criogénico y por ello se encuentra en
estado líquido, a una presión moderada y a baja temperatura. 16 atm y -35,7 ºC fueron las
condiciones usadas, ya que se encuentran dentro de los valores típicos de salida del etileno en
plantas de producción del mismo, que son [AME08]: [AME08]: American Chemistry.

8. 3.- El hidrógeno
Se escinde en la superficie del metal, formándose dos átomos de hidrógeno electrófilos y muy
reactivos. La nube  del doble enlace es así atacada fácilmente por éstos, obteniendose el
alcano correspondiente.
La hidrogenación con catalizadores heterogéneos es estereoespecífica, entrando los dos
hidrógenos por el mismo lado del doble enlace:
HIDROGENACION DEL ETILENO
A pesar de tener un valor de º favorable, el eteno y el hidrógeno calentados a 200ºC no
reaccionan. Es necesaria la presencia de un catalizador que facilite la ruptura homolítica del
enlace H-H.

9. Dado que la reacción suele ser cuantitativa y es fácil determinar el volumen de hidrógeno
consumido, frecuentemente se usa la hidrogenación como herramienta analítica; por ejemplo,
puede indicar el número de dobles enlaces de un compuesto.
La hidrogenación es exotérmica: los dos enlaces o (C-H) que se forman son, en conjunto, más
firmes que los enlaces o (H-H) y n que se rompen. La cantidad de calor desprendida al
hidrogenar un mol de un compuesto se llama calor de hidrogenación; es simplemente el H
de la reacción, pero no se incluye el signo menos. El calor de hidrogenación de casi todo
alqueno se aproxima bastante a un valor de 30 kcal por cada doble enlace del compuesto
(véase Tabla 8.1)
Tabla 1 CALORES DE HIDROGENACION DE LOS ALQUENOS
Alqueno Calor de hidrogenación kcal/mol
Etileno 32.8
Propileno 30.1
1-Buteno 30.3
1-Penteno 30.1
1-Hepteno 30.1
3-Metil-1-buteno 30.3
3,3-Dimetil-1-buteno 30.3
4,4-Dimetil-1-penteno 29.5
Cis-2-Buteno 28.6
Trans-2-Buteno 27.6
Isobutileno 28.4
Cis-2-Penteno 28.6
C C + H H C C
H H
H = calor de hidrogenación

10. Trans-2-Penteno 27.6
2-Metil-1-buteno 28.5
2,3-Dimetil-1-buteno 28.0
2-Metil-2-buteno 26.9
2,3-Dimetil-2-buteno 26.6
La hidrogenación procede a una velocidad despreciable en ausencia de un catalizador, aun a
temperaturas elevadas, a pesar de ser una reacción exotérmica, por lo que el proceso no
catalizado debe tener una energía de activación muy alta. La función del catalizador es reducir
la energía de activación (Eact), de modo que la reacción pueda proceder rápidamente a
temperatura ambiente. Por supuesto, el catalizador no afecta al cambio neto de energía del
proceso total: sólo rebaja la colina energética entre los reactivos y los productos
Un catalizador rebaja la Eact permitiendo que la reacción proceda de un modo distinto, es decir,
por medio de un mecanismo diferente. En ese caso, los reactivos se adsorben en la enorme
superficie del metal sólido dividido finamente, o se unen temporalmente a un ión metálico
soluble.En estas condiciones, la reacción es muy distinta a la que tendría lugar en otro caso. Se
cree, por ejemplo, que la superficie catalítica rompe el enlace en del alqueno antes de la
reacción con el hidrógeno. En la hidrogenación homogénea, el complejo del ión metálico rompe
el enlace hidrógeno-hidrógeno y transfiere estos átomos, de uno en uno, al doble enlace.
Producto

11. 1.-Etano.
Compuesto Orgánico producto del enlace entre el Carbono e Hidrógeno, cuyá fórmula Química
es C2H6, es el alcano más sencillo que puede existir en diferentes conformaciones donde cada
uno de los átomos de hidrógeno está unido al de carbono por medio de un enlace covalente.
Pertenece a los hidrocarburos aromáticos, es el segundo miembro de la serie de los alcanos o
serie parafínica (que tiene poca afinidad).
• Químicos
El etano se emplea en la fabricación de compuestos intermedios de la síntesis orgánica; por
ejmplo el etano produce el cloruro de etileno por cloración.
Propiedades del gas
Peso Molecular
• Peso Molecular : 30.069 g/mol
Fase Sólida
• Punto de fusión : -183.3 °C
• Calor latente de fusión (1,013 bar, en el punto triple) : 95.081 kJ/kg
Fase líquida
• Densidad del líquido (1.013 bar en el punto de ebullición) : 543.83 kg/m3
• Equivalente Líquido/Gas (1.013 bar y 15 °C (59 °F)) : 424.1 vol/vol
• Punto de ebullición (1.013 bar) : -88.58 °C
• Calor latente de vaporización (1.013 bar en el punto de ebullición) : 489.4 kJ/kg
• Presión de vapor (a 21 °C o 70 °F) : 38.475 bar
Punto Crítico
• Temperatura Crítica : 32.17 °C
• Presión Crítica : 48.72 bar
• Densidad Crítica : 206.18 kg/m3
Punto triple
• Temperatura del punto triple : -182.78 °C
• Presión del punto triple : 0.0000113 bar
Fase gaseosa
• Densidad del gas (1.013 bar en el punto de ebullición) : 2.054 kg/m3
• Densidad del Gas (1.013 bar y 15 °C (59 °F)) : 1.2822 kg/m3
• Factor de Compresibilidad (Z) (1.013 bar y 15 °C (59 °F)) : 0.99156
• Gravedad específica (aire = 1) : 1.05
• Volumen Específico (1.013 bar y 21 °C (70 °F)) : 0.8077 m3
/kg
• Capacidad calorífica a presión constante (Cp) (1 bar y 25 °C (77 °F)) : 0.0528 kJ/
(mol.K)
• Capacidad calorífica a volumen constante (Cv) (1 bar y 25 °C (77 °F)) : 0.0443 kJ/
(mol.K)
• Razón de calores específicos (Gama:Cp/Cv) (1 bar y 25 °C (77 °F)) : 1.1939
• Viscosidad (1.013 bar y 0 °C (32 °F)) : 8.6129E-05 Poise
• Conductividad Térmica (1.013 bar y 0 °C (32 °F)) : 17.9608 mW/(m.K)
Misceláneos
• Solubilidad en agua (1.013 bar y 20 °C (68 °F)) : 0.052 vol/vol
• Temperatura de Autoignición : 515 °C
3. FORMULACION
Proponer el diseño de un reactor para obtener el etano por hidrogenación catalítica del etileno

12. 4. PERFIL O BOCETO
TEMA;Hidrogenación de etileno para obtener etano
TITULO:Hidrogenación catalitica de etileno para obtener etano
MATERIA PRIMA:ETILENO
CATLIZADOR:Ni,Pd ,Pt
REACTOR:PBR
POR OPERACIÓN :CONTINUO
POR SU FORMA:TUBULAR
LECHO MOVIL:(no se mueve)
TEMPERATURA :ADIABATICO
FASES:
- HETEROGENEO:ya que a pesar de que los sustratos son gases , pero el catalizador
es solido, en este caso es un metal soportado en
PROCESO: ESTACIONARIO
5. DISEÑO DE UNA PLANTA DE PRODUCCION DE ETANO
5.1 EQUIPOS:
 Reactor tubular de lecho fijo(adiabático)
 Barómetro
 Valvula aliviadora
 Valvula de paso
 Valvula de llenado
 Conexión al contenedor de hidrogeno
 Recipiente de reacción (etano)
6. PREFACTIBILIDAD:
REACCION DE HIDROGENACION DE ETENO A ETANO

13. A: ( )2 4 2C g3OH + ( )22CO g→ ( )2+ 2H O l
–B: ( )22CO g ( )2+ 3H O l ( )7
22 26C H O g→ +
C: 1
222 O )H (g) (g+ 2H O(l)→
TOTAL: C2H4 (g) + H2 (g) →C2H6 (g)
Así pues, se puede afirmar que R = A – B + C.
Entonces, según la ley de Hess, también se puede afirmar que:
( ) ( ) ( )
R A B R
R
Hº Hº Hº Hº
Sustituyendo valores:
Hº 1386,1 1539,9 285,6 131,8 kJ<0
La reacción es exotérmica.
∆ = ∆ −∆ +∆
∆ = − − − + − = −

14. Calculamos los moles de hidrógeno que se consumen, utilizando la ecuación de estado de los
gases ideales:
2
2
H
H
P(atm) V(L) n R T(K) 1 11,3 n 0,082 273
11,3
n 0,5048 moles
0,082 273
× = × × ⇒ × = × ×
= =
×
Calculamos la cantidad de calor liberada por la reacción de hidrogenación cuando se
consumen estos moles de hidrógeno:
2 21 mol H consumido 0,5048 moles H consumidos
libera 131,8 kJ x
x 66,53 kJ
=
=
Así pues, la cantidad de calor que acompaña a la reacción de hidrogenación cuando se
consumen 1,3 L de H2 a 1 atm de presión y 0 ºC es de 66,53 kJ liberados.
Conversión global de etileno: número de moles, o moléculas, de etano en el equilibrio
dividido por el número inicial de moles, o moléculas, de etileno
∆HºCombustión (C2H4) = –1386,1 kJ/mol.
∆HºCombustión (C2H6) = –1539,9 kJ/mol.
∆Hºf (H2O) = –285, 6 kJ/mol.
La espontaneidad de una reacción química viene determinada por la variación de la energía
libre de Gibbs (∆G), que viene dada por la expresión: ∆G = ∆H – T · ∆S. Si la reacción es
endotérmica, ∆H > 0, el término entálpico T · ∆S debe ser mayor que ∆H, para que la reacción
sea espontánea ∆G < 0, lo que ocurre a temperaturas altas (siempre que ∆S sea < 0).
Si el proceso es exotérmico, entonces ∆H < 0 y si experimenta un aumento del orden, ∆S < 0.
Si tenemos en cuenta la expresión de la variación de energía libre, ∆G = ∆H – T · ∆S, el término
entálpico es negativo y el término entrópico es negativo. Por tanto, un valor de ∆G < 0 solo se
puede conseguir cuando H T S∆ > ×∆ , es decir, a temperaturas bajas, se podrá conseguir
que sea una reacción espontánea, pero no lo será siempre.

15. LEY DE VELOCIDAD
presenta un comportamiento de primer orden respecto a la concentración de hidrogeno, esto
es:
(−rH ) = kCH
Diseño y control de hidrogenador
El uso de hidrógeno exige tomar precauciones frente a la creación de una explosiva mezcla de
hidrógeno y aire. Normalmente, el tanque de hidrogenación se somete a una prueba de presión
seguida de varias purgas de nitrógeno antes de introducir hidrógeno. Asimismo, al final del
proceso de reacción, el tanque se purga con nitrógeno para dejarlo en condiciones seguras.
Habitualmente, un sistema de seguridad por hardware confirma las fases de la prueba de
presión y la purga de nitrógeno antes de permitir que se abra la línea de hidrógeno.
La hidrogenación exige mantener altas presiones en el tanque de reacción, lo que produce
problemas en el mantenimiento de las juntas en torno a los agitadores, que en algunos casos
exigen comprobaciones adicionales de la integridad o actualizaciones para incorporar sistemas
de acoplamiento magnético.
Además, la hidrogenación suele crear una reacción altamente exotérmica, que ocasiona
exigentes requisitos de control de temperatura.
Los entornos de I+D y pruebas clínicas en los que actúan muchos tanques de hidrogenación de
bajo volumen exigen que estas instalaciones permitan el uso de una variedad de productos,
cada uno con perfiles estrictamente definidos tanto para la propia adición de hidrógeno como
para el perfil térmico relacionado.
Por lo tanto, el sistema de control debe aportar flexibilidad en la forma de conseguir el control
preciso y repetido del entorno de hidrogenación e incluir las funciones siguientes:
 Control secuencial para pruebas de presión, purga y adición de hidrógeno a vasijas.
 Preciso control de lazo para presión y temperatura (en caso necesario, el T800 también
ofrece programación de perfiles de puntos de consigna de temperatura).
 Recogida segura de datos on-line del proceso de hidrogenación para analizarlos.
Pantalla local de operario con gráficos nítidos y acceso controlado a parámetros
La hidrogenación exige mantener altas presiones en el tanque de reacción, lo que produce
problemas en el mantenimiento de las juntas en torno a los agitadores, que en algunos casos
exigen comprobaciones adicionales de la integridad o actualizaciones para incorporar sistemas
de acoplamiento magnético.
Además, la hidrogenación suele crear una reacción altamente exotérmica, que ocasiona
exigentes requisitos de control de temperatura.

16. Los entornos de I+D y pruebas clínicas en los que actúan muchos tanques de hidrogenación de
bajo volumen exigen que estas instalaciones permitan el uso de una variedad de productos,
cada uno con perfiles estrictamente definidos tanto para la propia adición de hidrógeno como
para el perfil térmico relacionado.
Por lo tanto, el sistema de control debe aportar flexibilidad en la forma de conseguir el control
preciso y repetido del entorno de hidrogenación e incluir las funciones siguientes:
 Control secuencial para pruebas de presión, purga y adición de hidrógeno a vasijas.
 Preciso control de lazo para presión y temperatura (en caso necesario, el T800 también
ofrece programación de perfiles de puntos de consigna de temperatura).
 Recogida segura de datos on-line del proceso de hidrogenación para analizarlos.
Pantalla local de operario con gráficos nítidos y acceso controlado a parámetros
REACTOR COMERCIAL
Reactor de hidrogenación
Capacidad: 100 litros
Presión: 40 bar
Temperatura: -10 to +250°C
Material: Acero inoxidable
Sistema reactor de tipo batch para hidrogenaciones. El reactor está equipado con camisa de
atemperación externa y con un circuito interno de enfriamiento rápido de emergencia para un
control seguro de las reacciones exotérmicas. El tubo de aspersión de gas permite una
eficiente dispersión del gas en la fase líquida. Mediante las mirillas de vidrio se puede observar
e inspeccionar visualmente el proceso. Los vapores destilados se arrastran y condensan y se
recogen en el vaso colector.

17. Reactor a presión de 100 lt., circuito de refrigeración, agitador multi-stage
Tapa con acoplamiento magnético de alto-torque
Tubo de vapores y condensador
Colector con mirillas oara medición del nivel
.
CONSTRUCCION DEL REACTOR

18. Los primeros reactores o convertidores, como también se les llama, del tipo
batch, se llamaban también de sistema de recirculación de hidrógeno y se usaron
los primeros 50 años en la industria de la hidrogenación, probablemente porque
el hidrógeno empleado no era de la pureza que hoy se consigue con las plantas
electrolíticas.
El uso de hidrógeno exige tomar precauciones frente a la creación de una
explosiva mezcla de hidrógeno y aire. Normalmente, el tanque de hidrogenación
se somete a una prueba de presión seguida de varias purgas de nitrógeno antes de introducir
hidrógeno. Asimismo, al final del proceso de reacción, el tanque se purga con nitrógeno para
dejarlo en condiciones seguras.
Se necesita un recator para hidrogenacon catalítica con un niple y 2 tapones capa de acero al
carbón,a la tapa superior se adptar un termopozo de cobre y dos tubos de acero inoxidable que
funcionaran como entrada(B) y salida de hidrogeno(A) que se le adptar un manometro seco de
0 a 200 psi y una valvula de paso para liberar la preison del reactor,al tubo B se le adaptar una
valvula de paso para regular la netrada de hidrogeno , y asi lograr la presión deseada.
En el termopozo se colocara un termómetro de aguja de 0 a 200 °c con el cual se monitoreara
la temperatura en el tubo C , se adptara un avalvula para toma de muetsra , el recator se
colocara sobre un plato caliente y se envolver con material aislante pata mantener la
T°constante
El material necesario a utilizar será el siguiente: piezas de acero al carbón que soportaran lata
presión y temperatura ,dos tapones capa con rosca de 2 pulgadas y un niple con rosca de 2x4
pulgadas ,alos tapones se les osldara dos tubos de caero inoxidable que atravesaran los
tapones
Funcionamiento
El catlizador mas efectivo a utilizar será el paladio,por datos bibliográficos la presión y
tempertaura a utilizar serán: no mayor a 75°C , y la rsion no mayor a 55 psi