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Obtención de ácido acético
a partir de alcohol etílico
en un solo paso y en
fase vapor
Ingeniero Gerardo Rodríguez N. M. Sc. Profesor Asistente, Departamento Ingeniería Ouímlca U.N. Ingeniero Luis M. Carballo S. M.Sc. Ph.D. Profesor Titular, Departamento de Ingeniería Química, Universidad Nacional de Colombia
RESUMEN
L
a obtención de ácido acético a partir de etanol en una sola etapa se estudió sobre un catalizador de paladio, 0.5% en peso de paladio, soportado en alfa-alúmina. Los ensayos se realiza- ron en un reactor diferencial a temperaturas entre 150 y 300°C Y c~n una relación molar oxígeno/ etanol= 1.25.
INTRODUCCION
La producción de ácido acético, por vía catalítica en Colombia, es realizada en un proceso de dos etapas el cual puede expresarse mediante las siguientes reacciones:
(1)
La principal desventaja del anterior proceso es el manejo del aceltadehído ya que este tiene que ser condensado a bajas temperaturas (menores a 5°C), lo cual incrementa los costos de producción.
El presente trabajo estudia la posibilidad de producir ácido acético a partir de etanol, mediante catálisis heterogénea, en un solo paso de acuerdo a la siguiente reacción:
La literatura (1,2,3) reporta estudios para la obtención de ácido acético a partir de etanol en un solo paso utilizando catalizadores de paladio y cobre-cromo.
Ingeniería e Investigación 49
PARTE EXPERIMENTAL
Preparación del Catalizador
El catalizador se preparó con un porcentaje en peso de paladio de 0.5, sobre el soporte, mediante la técnica de impregnación total a partir de cloruro de paladio y alfa alúmina.
Caracterización del Catalizador
La caracterización del catalizador se realizó utilizan- do un equipo BET para determinar el áreasuperficial y el tamaño de poro, y los resultados son los siguien- tes:
- Paladio/alfa-alúmina : 0.5% Pd
con un diámetro entre 17 y 3000 A : 8.54m^2 /g
- Tamaño Promedio de Poro : 217.8 A
Condiciones Experimentales
La obtención de ácido acético se llevó a cabo en un reactor diferencial, previa verificación de no presen- cia de efectos de transporte, a presión atmosférica. Se utilizó alcohol etílico del 93% en peso y aire como fuente de oxígeno. La evaluación del catalizador se realizó con una relación molar de alimentación oxíge- no/etanol de 1.25 y un W/F de 30 g. cat.-hr/g. mol.atlrnento. La temperatura de reacción se varió entre 150 y 300°C. Los productos de la reacción se analizaron mediante un crornatóqrafo de gases utili- zando una columna empacada con Porapak Q.
- Area Superficial BET : 8.62m^2 /g RESULTADOS
- Area Superficial para poros En la tabla 1 se reportan los resultados de conversión obtenidos en la evaluación del catalizador.
Tabla 1. RESULTADOS DE EVALUACION
CONVERSION % DE
I
A A A
TEMP. -c ETANOL ACETALDEHIDO A. ACETICO ACETATO DE ETILO
150 28.76 21.59 4.11 (^) 1. 200 55.62 38.05 (^) 8.00 1. 250 88.67 (^) 51.88 23.52 1. 300 98.47 (^) 53.47 18.59 0.
CONCLUSIONES
L..d caracterización del catalizador permite establecer que el soporte corresponde a O< - alúmina con una estructura macroporosa, sin presencia de microporos, compuesta por poros cilíndricos cortos y con el paladio distribuído preferencialmente en la parte superficial externa. 50 Ingeniería e Investigación
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El principal producto de la reacción fue el acetaldehido para todas las temperaturas evaluadas, pero se nota la formación de cantidades apreciables de ácido acético lo cual hace interesante la implementación de estudios sobre este catalizador como ruta de obtención de ácido acético y que se disminuye la cantidad de acetaldehído a condensar.
