trabajo realizado para diplomado de titulacion

1. UNIVERSIDAD JUÁREZ AUTÓNOMA
DE TABASCO
DIVISIÓN ACADÉMICA MULTIDISCIPLINARIA DE
JALPA DE MÉNDEZ
“Uso de extracción líquido-líquido para la Separación de
Etilenglicol, diseño y Análisis de la seguridad”
TRABAJO RECEPCIONAL
MODALIDAD DIPLOMADO
PRESENTA:
CANDELARIO MADRIGAL ALEJANDRO
JALPA DE MÉNDEZ, TABASCO FEBRERO DEL 2021

2. Resumen
El etilenglicol es un compuesto que se caracteriza por ser utilizado en la industria automotriz,
pinturas y plásticos, su trascendencia en la industria es de vital importancia, se han buscados
alternativas para la separación. El objetivo es diseñar un proceso de separación por extracción
líquido-líquido del etilenglicol producido por la reacción de agua y óxido de etileno usando
el simulador Aspen Plus V10, para evaluar su potencial económico, con base a las
características de la mezcla se propuso llevar la separación utilizando cloroformo como
disolvente. De acuerdo a los resultados de la simulación, se logró separar el etilenglicol con
una pureza del 98% en peso, estimando los costos de operación del proceso en base al
consumo energético y se obtuvo el costo de separación por kilogramo de etilenglicol igual a
US$ 430.98. comparando estudios realizados para la alternativa mediante destilación se llegó
a que esta alternativa tiene mucho más consumo energético. El estudio de seguridad del
proceso se localizó que el uso de este solvente aumenta el peligro de incendio, por lo cual a
partir del criterio de seguridad se sugiere otras alternativas para el solvente.
1. INTRODUCCION
El etilenglicol es el componente principal del anticongelante en sistemas de refrigeración y
calefacción. Se usa como disolvente en las industrias de pinturas y plásticos y como
ingrediente de los líquidos descongelantes utilizados en las pistas de los aeropuertos.
Además, se utiliza en líquidos hidráulicos para frenos, en la dinamita de bajo punto de
congelación, en tintes para madera, en adhesivos, también sirve como deshidratante del gas
natural. Otro uso es como diol para la obtención de diversos polímeros, los más importantes
son los poliésteres obtenidos por reacción de etilenglicol con un di ácido.1
El etilenglicol es el diol más simple y posee varias propiedades únicas debido a su estructura
característica, es incoloro, inodoro, relativamente no volátil, completamente miscible con
muchos solventes polares (agua, ésteres de glicol, acetona…) y solo ligeramente soluble en
disolventes no polares (benceno, tolueno, cloroformo)2. El etilenglicol es muy toxico porque
en el organismo se metaboliza a ácido oxálico.
La producción de etilenglicol se lleva a cabo mediante la reacción de óxido de etileno y agua,
el óxido de etileno es la materia intermediaria para etilenglicol y para poliésteres disolventes.
La producción mundial del etilenglicol es 13.6 millones de toneladas métricas. Los
principales consumidores a nivel mundial son: USA con un 25%, Europa Occidental con
29%, Japón con 20% y el resto del mundo con un 16%.3

3. La hidratación de óxido de etileno constituye la alternativa de uso mayoritario a nivel
industrial para la producción de etilenglicol. Recientemente se plantean cada vez más
exigencias en cuanto a calidad de este producto, especialmente en lo que se refiere al
contenido en componentes secundarios, existen estudios planteados para la purificación del
etilenglicol por medio de la destilación. Sin embargo, una mayor proporción de agua respecto
al óxido de etileno se traduce en una menor concentración de etilenglicol, aumentando así la
inversión de capital para las operaciones unitarias como la separación, puesto que el coste de
la separación de EG del agua es elevado, por lo tanto, se ha recurrido a una secuencia de
separación distinta.
La secuencia de separación por extracción constituye una alternativa en la cual se reduciría
el gran consumo energético en comparación a la alternativa de la separación por destilación,
derivado de la evaporación de agua presente. Sin embargo, sería necesaria la adicción de un
disolvente que posteriormente tendremos que recuperar, así añadiendo costes relativos a este.
Así mismo, se requiere un análisis de la capacidad extractiva y riesgos derivados del
disolvente4; además de la evaluación de la solubilidad diferencial de los etil-glicoles en el
disolvente respecto a la de los etil-glicoles en el agua5.
La exposición dérmica en actividades como cambiar anticongelantes es la vía de exposición
más común del etilenglicol; sin embargo, es más factible que ésta no lleve a efectos tóxicos,
ya que la absorción significativa de etilenglicol a través de la piel intacta no ocurre con la
exposición casual. La exposición por inhalación se debe a su baja volatilidad; sin embargo,
la presión de vapor del etilenglicol es también baja como para llevar a la exposición excesiva,
las concentraciones en aéreas altas de etilenglicol teóricamente pueden resultar en absorción
por inhalación significativa que rápidamente causa irritación intolerable de la garganta y de
las membranas mucosas, solo la exposición oral, a través de la ingesta intencional o
accidental, tiene efectos tóxicos y sólo si es ingerido en cantidades suficientes en una sola
exposición. 6
el etilenglicol causa docenas de intoxicaciones fatales en estados unidos anualmente ya sea
por cuestiones de accidentes o intencionalmente, por lo que el diagnostico el tratamiento
precoz de estas intoxicaciones son cruciales.7

4. El objetivo de este proyecto es analizar es uso de la extracción liquido-liquido en la
separación del etilenglicol, incluyendo un análisis de seguridad en el proceso.
Para este trabajo donde se desea hacer un análisis de la separación del proceso de etilenglicol
mediante la hidratación de óxido de etileno y agua nos será de gran utilidad para la
comprensión de los resultados que se generan y hacer una comparación en él consumo
energético por este medio de separación y recuperación del disolvente utilizado.
2. Metodología.
2.1 Descripción del caso de estudio.
El caso de estudio seleccionado es la mezcla líquida de agua-óxido de etileno para la
producción de etilenglicol, en la cual se analiza el consumo energético en la purificación del
mismo, ya que existen casos de estudios donde la purificación del etilenglicol se lleva a cabo
por la destilación, para fines de este proyecto se toma otra vía de separación, la extracción
líquido-líquido. En la Figura 1, se plantea el diagrama de bloques general.
Fig. 1: Diagrama de bloques básico para la hidrólisis del óxido de etileno separando el
agua por extracción.2
En la figura 1,Se explica que la eliminación del agua se lleva a cabo en una columna de
extracción en el cual un determinado disolvente es el encargado de separar el agua de los etil-
glicoles, las condiciones de reacción son coincidentes a las de la opción de separación por
destilación, la solución liberada del agua que contiene los glicoles y se encuentra mezclada
con el disolvente es mandada a una secuencia de separación constituida por las columnas de

5. destilación, estas columnas son las encargadas de separar los distintos glicoles y recuperar el
disolvente que volverá a introducirse a la columna de extracción.6
El proceso de la obtención de etilenglicol consiste en el ingreso de las corrientes de agua y
óxido de etileno en un mezclador (MIXER-1), donde se obtiene una premezcla con una
solución del 70% respecto del agua, posteriormente, se conduce a un reactor PFR con
condición isotérmica, para llevar a cabo la reacción principal.7, los flujos de alimentación se
muestran en la tabla 1.
Tabla 1. Flujos de la alimentación de óxido de etileno y agua a la entrada del mezclador.
Componente Flujo molar (kmol/hr) Temperatura
°C
Presión
atm
C2H4O-2 700
H2O 1000 25 10
2.2 Reacciones.
La premezcla que contiene óxido de etileno y agua se ingresan al reactor PFR, a altas
temperaturas hay una significativa formación de subproducto, mientras que a temperaturas
inferiores a 40°C la reacción no se realiza a velocidad significativa, en consecuencia, se eligió
una temperatura de 55°C, operándose isotérmicamente.
la reacción para la producción de etilenglicol se produce a partir de la hidratación del óxido
de etileno, en donde puede ser catalizada en medio ácido, alcalino o neutro, pero en la
industria se realiza entre ácido débil a neutro con abundante agua.8
Reacción principal
El óxido de etileno reacciona con agua en estado líquido para producir etilenglicol.
C2H4O + H20 ------- C2H602 [Ec. 1]
Reacción secundaria
El óxido de etileno reacciona con glicoles para hacer glicoles de mayor orden y poliglicoles,
para la obtención de dietilenglicol.

6. C2H4O + C2H602 ------- C4H1002 [Ec.2]
La constante de velocidad de reacción (k) utilizada para las velocidades de reacción (r), donde
r está en kmol/m3h, dependerá solamente de la temperatura; por lo tanto, a partir de la
ecuación de Arrhenius se obtiene la constante (k) para etilenglicol y dietilenglicol en el que
se muestra en la tabla 2.
Tabla 2. Constantes de velocidad con la función de Arrhenius.
Constante de velocidad (k) para
etilenglicol
Constante de velocidad (k) para
dietilenglicol
𝐤 (𝐭) = 𝟏.𝟐𝑬𝟏𝟔𝒆 −
𝟕𝟗𝟑𝟕𝟔𝒏𝒙
𝑹𝑻
Xh2oXoe
Donde:
A=1.2e16kgmol/m3h
E=79376kj/kgmol
k (t) = 2.1𝐸16𝑒 −
79376𝑛𝑥
𝑅𝑇
XegXoe
Donde:
A=2.1e16kgmol/m3h
E=79376kj/kgmol
La corriente saliente del reactor pasa por un intercambiador (HEATER-1) para disminuir su
temperatura de 55°C a 25°C, antes de entrar a la torre de extracción liquido-liquido
(COLUM-EX). Este método de separación tiene como requerimiento principal el uso de un
solvente para la extracción el cuál se encargará de separar la mayor cantidad de los glicoles
del agua. Escoger un disolvente no es tarea fácil, este debe cumplir con los criterios de
inmiscibilidad con el agua, afinidad con el etilenglicol y dietilenglicol, existen casos de
estudios donde se plante el uso de solventes orgánicos.7
Se realizó una revisión de los trabajos que han probado de forma experimental el uso de
solventes para la extracción de etilenglicol, tomando en cuenta que el solvente no debe
modificar la característica natural del etilenglicol, algunos solventes utilizados fueron el
Furfural, 1-hexanol y el 1-pentanol.10 En este trabajo se utilizó la tabla de miscibilidad de
algunos componentes más utilizados en la industria.5 y se decidió analizar el uso de
cloroformo como solvente evaluando aspectos como, su eficiencia en la remoción del
etilenglicol de la mezcla agua-etilenglicol, su fracción de recuperación para recircularse a la
etapa de extracción.

7. Se realizó un diagrama ternario donde se representa una solución de A (agua) y C
(etilenglicol) y B (cloroformo). La solución de alimentación se ha separado en dos fases,
siendo la primera más rica en etilenglicol y la segunda en agua.
La corriente que sale del intercambiador H-S1, ingresa a la torre de extracción líquido-líquido
con las siguientes condiciones como se muestran en la tabla 3.
Tabla 3. Flujo de entrada y condiciones de operación de la torre de extracción líquido-
líquido, COLUM-EX.
COMPONENTE H-S1
(kmol/h)
Solvente
(kmol/h)
Temperatura
(°C)
Presión
(atm)
OXI-ET 0 0
AGUA 515.39 0
ETILENG 269.18 0 25 1
DIETILEN 215.45 0
CLOROFOR 0 4185.62
Las corrientes salientes de la torre de extracción, REFINADO Y EXTRACTO, la corriente
de REFINADO contiene la mayor parte de agua y trazas del solvente y glicoles, la cual puede
ser tratada para recuperar todo el solvente, la corriente de EXTRACTO es enviada a una
bomba (B-S1) para aumentar su presión de 1 atm a 1.5 antes de entrar a la torre de destilación
para separar nuestro producto de interés el etilenglicol y dietilenglicol de las trazas de agua
y solvente, se realiza un diagrama Txy. Para la corriente de EXTRACTO.
La destilación consiste en la separación de diferentes componentes de una mezcla por medio
de calor, se calienta la mezcla para que los componentes más volátiles cambien de estado a
vapor o gas, luego se condensan por medio de un enfriamiento, el objetico es la separación
de los componentes aprovechando la volatilidad relativa y los puntos de ebullición, las
condiciones de operación antes de ingresar a la torre de destilación RAD-1 son las que se
muestran en la tabla 4.
Tabla 4. Condiciones de operación para la torre de destilación RAD-1
Presión 1 atm
Caída de presión .5 atm
Distillate rate 4180.9999 kmol/h
Reflux ratio 0.038608916
Numero de etapas 29
Condensador Total
Etapa de alimentación 19

8. Las corrientes que salen de la torre de destilación RAD-1, se dividen en destilado (AG-
CLOF) y fondos (ETIL-DIE), la corriente de destilado contiene casi toda el agua y solvente
para ser tratados en una segunda torre de destilación, ya que el solvente para fines económico
se desea recuperar y recircular a la torre de extracción COLUM-EX, la corriente de fondos
contiene en su totalidad la mayor parte de etilenglicol y dietilenglicol, con trazas de solvente
y agua.
La corriente que sale por el domo de la torre de destilación RAD-1. Es enviada a una bomba
(B-S2) para aumentar su presión de 1 atm a 1.5 atm antes de entrar a la segunda torre de
destilación, para separar en su mayoría él solvente, se realiza el diagrama T-xy, de agua-
cloroformo.
La corriente que sale de la bomba (B-S2) se ingresa a la torre de destilación RAD-2, con las
siguientes condiciones de operación mostradas en la tabla 5.
Tabla 5. Condiciones de operación para la torre de destilación RAD-2
Presión 1 atm
Caída de presión .5 atm
Distillate rate 4140.13 kmol/h
Reflux ratio 0.740080159
Numero de etapas 40
Condensador Total
Etapa de alimentación 20
Las corrientes que salen de la torre de destilación RAD-2, se dividen en destilado
(CLFORMO) y fondos (S-AGUA), la corriente de destilado contiene casi en su totalidad
todo el cloroformo utilizado como solvente en la torre de extracción, con casi nada de agua,
el cual se desea recuperar para ser enviado a la torre de extracción COLUM-EX
La corriente que sale por el fondo de la torre de destilación RAD-2, S-AGUA contiene en su
mayor parte agua con trazas del solvente, esta corriente posteriormente puede ser tratada para
una mayor recuperación del solvente, para fines de este proyecto la corriente de interés es la
que sale por el domo (CLFORMO).
La corriente CLFORMO es enviada a un intercambiador (H-S2) para disminuir su
temperatura de 61°C a 25°C, antes de entrar al mezclador (MIXER-2), donde se ingresará

9. solvente fresco, ya que durante el proceso existen perdidas en la separación de los productos
de interés, para ello es necesario hacer un balance de masa del componente cloroformo,
utilizando la herramienta Tear del software de simulación, los flujos de entrada al MIXER-2
son las que se muestran en la tabla 6.
Tabla 6. Flujos de alimentación del MIXER-2.
COMPONENTE H-S2
(kmol/h)
Solvente fresco (CLOF_NUE)
(kmol/h)
OXI-ET 0 0
AGUA 2.07E-05 0
ETILENG 0 0
DIETILEN 0 0
CLOROFOR 4140.13 45.477
2.3 Definición del modelo o modelos termodinámicos.
La elección del modelo termodinámicos se basó en un proceso actualmente reportado con
datos experimentales para la reacción de la mezcla agua-óxido de etileno.8 de igual forma
para corroborar se ocupó el asistente de métodos de Aspen plus V10 y como resultado arrojó
el uso del método termodinámico NRTL Con estos datos se validó el modelo termodiná mico
que se utilizó.
El modelo termodinámico se emplea para todo el proceso, se escogió en base al tipo de
componentes químicos y considerando los coeficientes de actividad, especificando que en
esta existen dos fases líquidas, o ligeramente polares. Ya que las condiciones operativas del
proceso se predicen adecuadamente al comportamiento experimental.
2.4 Diseño del proceso
Para el diseño del reactor se utilizó un caso de estudio ya reportado, donde la longitud del
reactor es de 10m y el diámetro de 2.210m20, a una temperatura de 55°C operándose
isotérmicamente. Para el diseño de la torre de extracción, se realizó un análisis de diagrama
ternario para saber las fases en la mezcla.8
El flujo de solvente mínimo requerido se obtuvo mediante un análisis de sensibilidad, basado
en la recuperación del 98% de etilenglicol, para un numero de etapas definidas, para el
cálculo de un numero de etapas mínimas se varió el número de etapas de la columna de

10. extracción de forma manual en el simulador, verificando que se cumpliera la recuperación
del etilenglicol en el extracto.
Las torres de destilación se pre-diseñaron con el método Fenske-Underworrd-Guilliland
usando Excel; para obtener el número de etapas mínimas, el número de etapas reales, la razón
de reflujo mínima y el número de la etapa de alimentación. Los datos calculados se ingresaron
en el modelo Rad frac, considerando un 70% de eficiencia de las etapas y una razón de 1.2
veces el reflujo mínimo para la operación de ambas columnas. Se realizó un análisis de
diagrama binario T-xy para ambas columnas para la purificación de etilenglicol y cloroformo.
Se analizó el consumo de energía de las columnas mediante un análisis de sensibilidad en
que el que se varió el número de la etapa de alimentación, para seleccionar la ubicación con
el menor consumo. Se incluyeron especificaciones de diseño, en ambas columnas, valores de
pureza y recuperación para los componentes etilenglicol y cloroformo.
Para la recuperación del solvente, se mezclaron las corrientes de destilado en ambas
columnas, la corriente se acondicionó a las condiciones requeridas en la columna de
extracción, para lograr la convergencia del proceso de reciclo se utilizó la herramienta Tear
realizando un balance de materia para la solvente antes de ingresar al MIXER-2, para obtener
el solvente fresco requerido para la alimentación del cloroformo al proceso de extracción,
tomando en cuenta las cantidades de agua, etilenglicol y dietilenglicol de la corriente
recirculada como valores iniciales en la corriente Tear.
2.4 Evaluación económica
Para evaluar el potencial económico del proceso, se calculó el costo de separación por
kilogramo de etilenglicol, el costo operativo anual requerido para la separación se relacionó
con el flujo másico de etilenglicol. Como se muestra en la Ecuación 3.
𝑐𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑒𝑡𝑖𝑙𝑒𝑛𝑔𝑙𝑖𝑐𝑜𝑙 =
𝑐𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 (
𝑈𝑆𝐷
𝑦𝑒𝑎𝑟
)
𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑚á𝑠𝑖𝑐𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 (
𝑘𝑔
𝑦𝑒𝑎𝑟
)
[Ec.3]
Al estimar los costos operativos anuales, se consideró la contribución de los costos de
servicios del proceso, costo del uso del solvente y los costos de materia prima; para estimar
el costo del solvente utilizado, el precio utilizado es de US$ 20.90/kg, reportado para el
cloroformo por ECOPETROL S.A.9

11. 2.5 Análisis de seguridad del proceso
El análisis de seguridad basado en la identificación de los flujos peligrosos del proceso que
pueden ocasionar incendios y explosiones, se estimó mediante la aplicación del HPSI
(Hazardous process stream index), reportado por López-Molina y col. El resultado de HPSI
se calcula mediante la Ecuación 4.11
𝐻𝑃𝑆𝐼 = (
𝐼𝑃∗𝐼𝐹𝑀∗𝐼𝐻𝐶∗𝐼𝐹𝑃
𝐼𝜌
)𝑊 [Ec. 4]
Donde:
Ip = Indicador de presión
Iρ = Indicador de densidad
IHC = Indicador de Calor de Combustión
IFP = Indicador de Flash Point Score
W = factor de escala, usado solo para la visualización de resultados
La información para estimar los riesgos del proceso según el HSPI se cataloga en los
siguientes tres puntos:
1. Variables de operación del proceso: se considera la presión y el flujo molar de cada
corriente del proceso.
2. Las propiedades de las sustancias: El calor de la combustión y el punto de inflamación
(Flash Point) este último obtenido de la base de datos CAMEO Chemical.
3. Estado físico de los materiales: las sustancias del proceso en qué fase se encuentran.
El cálculo para el indicador IFP se utiliza una categorización de la peligrosidad de la mezcla
según lo sugiere la regla NFPA-30, como se muestra en la Tabla 7.
Tabla 7. Puntuación del indicador de Flash Point basado en NFPA-30.
Condition Flamable nature Flash Point Score
Fp < 23 °C Extremely flammable 5
23 ° ≤ Fp < 38 ° C Very flammable 4
38 ° ≤ Fp < 60 ° C Easy flammable 3

12. 60 ° ≤ Fp < 93 ° C Flammable liquid 2
Fp ≥ 93 ° C Combustible 1
Flash Point no defined Non-flammable 0
El flujo de proceso con el valor de HPSI más alto, se toma como un riesgo alto para producir
una explosión, y los valores más bajos se toman como riesgo de incendio. Para efectuar los
cálculos de HPSI se toman en cuenta los componentes de la mezcla de nuestro proceso, como
se muestra en las Tablas 8 Y 9.
Tabla 8. Componentes ocupados para él cálculo de HSPI de acuerdo a los flujos de la Fig. 5.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Corriente OXI-ET AGUA M1 S-R H-S1 REFINADO EXTRACT
O
B-S1 AG-
CLOF
ETIL-
DIE
OXI-ET 1 0 0.41
1
0 0 0 0 0 0 0
AGUA 0 1 0.58
8
0.51
5
0.51
5
0.700 0.008 0.008 0.008 0.002
ETILENG 0 0 0 0.26
9
0.26
9
4.23E-05 0.060 0.060 6.61E-
22
0.848
DIETILEN 0 0 0 0.21
5
0.21
5
0.244 0.011 0.011 4.98E-
43
0.150
CLOROFO
R
0 0 0 0 0 0.056 0.922 0.922 0.992 5.55E-
06
Tabla 9. Componentes ocupados para él cálculo de HSPI de acuerdo a los flujos de la Fig. 5.
11 12 13 14 15 16
corriente B-S2 CLFORM
O
S-
AGUA
H-S2 CLOF-
NUE
SOLVENT
E
HC Fp °C
OXI-ET 0 0 0 0 0 0 -290914 -18
AGUA 0.008 1.89E-07 0.832 1.89E-07 0 1.91E-07 0 0.00E+00
ETILENG 6.61E-22 0 0 0 0 7.79E-46 -251433 111
DIETILEN 4.98E-43 0 0 0 0 0 -514713 143
CLOROFOR 0.992 1 0.168 1 1 1 -90761.4 0
3. Resultados y discusión.
El diagrama del proceso de obtención y separación del etilenglicol por la vía de extracción
líquido-líquido se simuló en el software Aspen Plus V.10 como se muestra en la figura 2.

13. Fig. 2. Diagrama del proceso y separación de etilenglicol por extracción líquido-líquido.
Al proceso se alimentan las corrientes (OXI-ET y AGUA) a un mezclador, sus flujos se
muestran en la Tabla 1. La corriente (M1) que sale del mezclador se introduce al reactor (R-
PFR) para que se lleven a cabo las reacciones, utilizando las constantes de velocidad de la
Tabla 2. Se obtiene etilenglicol y dietilenglicol. La corriente que sale del reactor se introduce
al intercambiador (HEATER-1) para disminuir su temperatura antes de entrar a la columna
de extracción (COLUM-EX), que opera a las condiciones mostradas en la Tabla 3. Se obtiene
la corriente de extracto (EXTRACTO), que contiene principalmente etilenglicol,
dietilenglicol y la mayor parte del solvente utilizado, se envía a una bomba (BOM-1) para
aumentar su presión antes de entrar a la columna de destilación (RAD-1), operando a las
condiciones que se muestran en la Tabla 4. En la columna de destilación se purifica al
etilenglicol y dietilenglicol saliendo por los fondos con una recuperación del 98% en peso
para etilenglicol. La corriente del domo (AG-CLOF) contienen en su mayoría al solvente
utilizado y agua, se envía a una bomba (BOM-2) para aumentar su presión antes de entrar a
la columna de destilación (RAD-2), que opera a las condiciones de la Tabla 5. Donde se
purifica el solvente utilizado saliendo por el domo (CLFORMO), con una recuperación del
99% en peso del cloroformo. La corriente se envía a un intercambiador (HEATER-2) donde
se enfría y se mezcla con una corriente fresca de solvente, que compensará la pérdida de este
mismo durante el proceso de extracción.
Los resultados obtenidos en la simulación muestran que la velocidad de producción anual de
etilenglicol es 160691.2 toneladas, con un costo de operación de US$ 9.1754E+7, el costo de
separación por kg de etilenglicol es igual US$ 430.98.
Finalmente, el análisis de seguridad se llevó a cabo con los resultados del HSPI, de acuerdo
a la Tabla, el mayor valor HPSI obtenido es para los equipos: MIXER.1, PFR y RAD-1.

14. Tabla 10. Indicadores para el cálculo de HPSI para cada corriente.
4. conclusión
La obtención de etilenglicol y dietilenglicol aumenta conforme la relación en el ingreso de
las corrientes de entrada de proceso de óxido de etileno y agua, en el proceso, las temperaturas
mayores a 60°C dentro del reactor PFR existe mayor concentración de dietilenglicol que de
etilenglicol, por lo que el reactor opera a temperaturas bajas para una mayor concentración
de etilenglicol. El flujo de entrada de óxido de etileno al 70% respecto del agua da una mayor
predominación de etilenglicol siendo de 268.111 kmol/hr y 47.739 kmol/hr para
dietilenglicol. Se utilizó la alternativa de extracción líquido-líquido para la purificación del
etilenglicol evaluando los consumos energéticos, con un costo de separación de
US$430.98/kg, llegando a la conclusión de que faltan más estudios para decir que es una
buena alternativa, ya que en estudios reportados la destilación sigue siendo la más viable
aunque el uso de consumo energético es igual considerable, el proceso al usar el cloroformo
tiene riesgos de seguridad los cuales se evaluaron con el HSPI contando con equipos y
corrientes de riesgo de explosión. Actualmente hay pocos estudios con esta alternativa por lo
poco lo más recomendable es seguir evaluando los diferentes solventes para llegar a la
decisión sobre la elección de esta alternativa.
Corriente Densidad (kg/m3) Flujo molar (kmol/hr) Fp Score Ip Iρ IFM IHC IFP HPSI Riesgo
OXI-ET 867.0628783 700 5 2.95 0.70 0.31 2.38 2.76 8.49 Corriente peligrosa EXPLOSION
AGUA 993.9570001 1000 0 2.95 0.81 0.44 0.00 0.00 0.00
M1 943.5127859 1700 5 2.95 0.76 0.75 0.98 2.76 7.81 Corriente peligrosa EXPLOSION
S-R 1053.99589 1000 2 2.95 0.85 0.44 1.46 1.10 2.45 Corriente peligrosa INCENDIO
H-S1 1082.49398 1000 2 0.29 0.88 0.44 1.46 1.10 0.24
REFINADO 1112.066045 687.139406 4 0.29 0.90 0.30 1.07 2.21 0.23
EXTRACTO 1469.667819 4498.478289 5 0.29 1.19 1.98 0.85 2.76 1.15 Corriente peligrosa EXPLOSION
B-S1 1469.599917 4498.478289 5 0.44 1.19 1.98 0.85 2.76 1.73 Corriente peligrosa EXPLOSION
AG-CLOF 1412.16979 4180.9999 0 0.29 1.14 1.84 0.74 0.00 0.00
ETIL-DIE 922.0401225 317.478389 1 0.44 0.75 0.14 2.38 0.55 0.11
B-S2 1415.462867 4180.9999 0 0.44 1.15 1.84 0.74 0.00 0.00
CLFORMO 1411.896292 4140.139957 0 0.29 1.14 1.82 0.74 0.00 0.00
S-AGUA 1153.274488 40.859943 0 0.44 0.93 0.02 0.12 0.00 0.00
H-S2 1479.707125 4140.139957 0 0.29 1.20 1.82 0.74 0.00 0.00
CLOF-NUE 1479.707108 45.47773791 0 0.29 1.20 0.02 0.74 0.00 0.00
SOLVENTE 1479.707125 4185.617695 0 0.38 1.20 1.84 0.74 0.00 0.00

15. 5. Lista de referencias
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Processes. Chemical Engineering and Processing - Process Intensification. Elsevier B.V.
November 1, 2020, p 108139. https://doi.org/10.1016/j.cep.2020.108139.