Balance De Materia Thinner-.docx

Balance de Materia de thinner

Experiencia dirigida a Ingeniería de Procesos Industriales

Presentado por: Nancy Gutiérrez campy Brandon Castro Ramiro Beltrán Rigoberto Gómez

Presentado a: Phd. (s) Maria Bernarda Alvarado Bawab

Institución Universitaria ITSA Facultad de Ingeniería Ingeniería en Procesos Industriales Barranquilla 2019.

BALANCE DE MATERIA DEL THINNER. Nancy Gutiérrez Campy, Brandon Castro, Ramiro Beltrán y Rigoberto Gómez Facultad de Ingeniería, Dpto. de Ingeniería De Procesos Industriales, Institución Universitaria ITSA, Procesos Industriales, Barranquilla – Colombia, 2019. Mail, [email protected]

Resumen El thinner es uno de los productos de mayor utilización en la industria de las pinturas, lubricantes y pegamentos. Su composición es variable de acuerdo con su uso y calidad. Sin embargo, la exposición crónica es una preocupación debido a que puede afectar órganos principales tales como pulmones, hígado, riñón y glándulas suprarrenales. En este estudio fue caracterizada la composición de varias muestras de thinner, disponibles comercialmente en la ciudad de Cartagena, que fueron recolectadas en diferentes almacenes y analizadas por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC/MS). Los resultados mostraron que no solo la composición, sino también la distribución relativa de los componentes presentes en las muestras son variables. Treinta y dos compuestos fueron detectados, entre los que se encuentran: tolueno, o-xileno, p-xileno y etilbenceno, con frecuencias de aparición de 91,7%, 66,7%, 75,0% y 66,7%, respectivamente. El desconocimiento del riesgo de intoxicación, generado al manipular este tipo de mezclas, 0puede ser la causa de muchos de los problemas de salud en personas expuestas al thinner, tanto en actividades laborales como domésticas. Una minería de datos mostró la asociación potencial entre los componentes del thinner y manifestaciones clínicas, las cuales incluyen daño renal y hepático, pérdida de cabello, alteraciones hematológicas, dermatitis, ansiedad y problemas de equilibrio, entre otras. En conclusión, el thinner posee gran variabilidad tanto en sus componentes como en la proporción relativa de los mismos. Los efectos perjudiciales en la salud por exposición directa o indirecta a estos componentes han sido ampliamente descritos en la literatura. Palabras clave; Pinturas; thinner.

THINNER MATERIAL BALANCE. Abstract The thinner is one of the most widely used products in the paint, lubricants and glues industry. Its composition is variable according to its use and quality. However, chronic exposure is a concern because it can affect major organs such as lungs, liver, kidney and adrenal glands. In this study, the composition of several thinner samples, commercially available in the city of Cartagena, which were collected in different warehouses and analyzed by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC / MS), was characterized. The results showed that not only the composition, but also the relative distribution of the components present in the samples are variable. Thirty-two compounds were detected, among which are: toluene, o-xylene, pxylene and ethylbenzene, with frequency of appearance of 91.7%, 66.7%, 75.0% and 66.7%, respectively. Ignorance of the risk of poisoning, generated by manipulating this type of mixtures, or can be the cause of many health problems in people exposed to the thinner, both in work and domestic activities. A data mining showed the potential association between thinner components and clinical manifestations, which include kidney and liver damage, hair loss, haematological alterations, dermatitis, anxiety and balance problems, among others. Inconclusion, the thinner has great variability both in its components and in the relative proportion of them. The harmful effects on health from direct or indirect exposure to these components have been widely described in the literature. Keywords:Paintings; thinner.

INTRODUCCIÓN

El thinner comercial es una mezcla de solventes orgánicos aromáticos de color transparente, provenientes de una fracción de la destilación del petróleo. La formulación del thinner es variable de acuerdo con su uso y la calidad que se quiera obtener. Frecuentemente, contiene cantidades diferentes de tolueno, benceno, xileno, hexano, acetona, isobutil acetato, isobutanol, butilglicol y más de 50 sustancias orgánicas en concentraciones menores al 1%. No obstante, su principal constituyente es el tolueno, que se encuentra en una proporción del 60 al 70%. En la industria, el thinner tiene un amplio uso para la elaboración de lacas, lubricantes, pinturas, barnices, tintes y pegamentos. En los hogares y en el comercio es utilizado principalmente para diluir o 'adelgazar' pinturas, limpiar pinceles, paletas y equipos de aspersión, y debido a su menor costo es empleado como sustituto de la trementina, un compuesto de origen vegetal. Dado el uso frecuente del thinner en diferentes actividades, el contacto ocupacional con este disolvente ocurre desde su proceso de fabricación hasta su utilización, por lo cual existe una preocupación creciente por la exposición involuntaria de los trabajadores a este tipo de solvente, ya que puede afectar órganos principales como pulmones, hígado, riñón y glándulas renales, siendo el tracto respiratorio y la superficie dérmica las principales vías de absorción de este solvente orgánico. La toxicidad específica de cada componente del thinner (tolueno, benceno, acetona, xileno, entre otros) está relacionada con su estructura química. Los efectos narcóticos son comunes para todos los solventes orgánicos y es bien conocido que su inhalación, en especial en altas concentraciones, evidencia efectos supresores sobre el sistema nervioso central; y la prolongada exposición a sus vapores resulta en encefalopatía tóxica, que puede conducir a daños cerebrales irreversibles y aun a la muerte. Sin embargo, en Colombia existen pocos estudios sobre la composición química y exposición ocupacional al thinner. Debido a la variabilidad en la composición del thinner comercial, este estudio busca caracterizar diferentes muestras de este solvente obtenidas en varios puntos de distribución en la ciudad de Cartagena (Colombia), con el fin de obtener información acerca de sus principales componentes, y de establecer una relación entre el tipo de thinner y el riesgo asociado con los efectos tóxicos, que se pueden presentar luego de la exposición a esta mezcla.

Fig. 1:Condiciones utilizadas para el análisis del modelo

OBJETIVOS General 

Disminuir la viscosidad de la pintura o el recubrimiento.

EL MODELO Y BALANCE DE MATERIA. Para el caso de la elaboración de thinner se realiza el siguiente balance de materia.

Perdida por evaporación 50 kg 0.5% Acetato de metilo 99% Metanol 5000 galones capacidad

Xilol butil glicol

Ʃ%= 100

9.885 kg Thinner 53 gal

Formulas volumétricas: 1. Metanol: máximo debe llevar por norma 15% (Controlado por DNE) 2. Ac. Metilo: 30% 3. Xilol: 45% 4. Butil Glicol: 10%

Alcohol – Metanol  por norma DNE ( Ntc 1502) = 15% -------------------- Co-solvente Ester - Ac. Metil 30% ----------------------------------------------------------------- Activo Aromático – xilol  45% ------------------------------------------------------Diluyente Éter- BG 10% ------------------------------------------------------Retardante Total: 100%

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Base de cálculo 3.000 GALONES (PRODUCCIÓN) Cantidad de materia primas:  Metanol: 3.000 gal * 15/100 = 450 galones  Ac. Metilo: 3.000 gal * 30/100 = 900 galones  Xilol : 3.000 gal * 45/100 = 1350 galones  BG: 3.000 gal * 10/100 = 300 galones Ʃ= 3.000 galones

CALCULO DE LAS MASAS: METANOL = 450 galones (CH3OH) Relación m/v= densidad ρ= m/v Densidad metanol =0.792

1 gal = 3.78 litros

Ρ = 0.792 * ( 3.78) kg/gal = 3 kg/gal

3 kg 1 gal

= 1.350 kilos metanol

3.5 kg 1 gal

= 3.150 kg Ac. Metilo

Masa (kg) metanol = 450 gal * Ac. Metilo = 900 galones Ρacmetilo= 0.93 * 3.78 = 3.5 kg/gal Masa (Ac. Metilo) = 900 gal *

Xilol = 1.350 galones Ρxiol= 0.865 * (3.78) = 3.27 kg/gal Masa (xilol) = 1.350 gal *

3.27 kg 1 gal

= 4.415 kg

Butilglicol = 300 galones ΡBG = 0.9 * (3.78) = 3.4 kg/gal Masa (BG) = 300 gal *

3.4 kg 1 gal

= 1.020 kg

Proceso de thinner: Se estima una perdida por evaporación del 0.5% Max  Masa que entra al tanque : 3.150+1.350+4.415+1.020 = 9.935 kg (entrada)  Perdidas por evaporación:

0.5 1 00

* 9.935 = 50 kg

 Producción de thinner ( balance de masa) = 9.935 kg – 50 kg = 9.885 kg de thinner. CONCLUSIONES A partir de los resultados obtenidos, se pueden extraer las siguientes conclusiones: 1) Se estima una pérdida por evaporación de 50 kg. 2) la producción de thinner en masa es de 9.885 kg REFERENCIAS https://www.quiminet.com/articulos/el-uso-del-thinner-en-la-industria-2652056.htm https://www.pochteca.com.mx/productosmp/thinner-2/