Evaluacin̤ de la reaccin̤ separacin̤ por pervaporacin̤ como nueva tecnologa̕ para la sn̕tesis en fase lq̕uida de ETBE a partir de TBA y EtOH - Giraldo A. Daniel M.; Rendn̤ L. Vc̕tor A.; Pava Sonia L.; Universidad Nacional de Colombia (Sede Manizales)
En el presente reporte se estudia la pervaporacin̤ como nueva tecnologa̕ aplicada a la sn̕tesis en fase lq̕uida de etiltert-butileter (ETBE), a partir de tert-butil alcohol (TBA) y etanol (EtOH). Los modelos implementados se resolvieron para tres tipos de reactores, semi batch (SBR), flujo pistn̤ empacado (PFR) y fluo mezcla completa (CSTR). Encontrǹdose que aplicado al sistema de reaccin̤ la simultǹea membrana se mejora el rendimiento de ETBE, y cn mejores resultados en el reactor PFR empacado. Adems̀ se establecen las mejores condiciones de operacin̤ de la unidad, las cuales comprenden temperaturas bajas; pero termodinm̀icamente favorecidas (T=323K). Tambiň se encontr ̤que para altas relaciones de r̀ea de membrana a peso de catalizador δ, moderada relacin̤ peso catalizador a velocidad de flujo molar total alimenta ̜pero con una alimentacin̤ estequiomťrica o mejor aun un poco de exceso de EtOH, el rendimiento y las impurezas en la corriente de productos son mejores.El etiltertbutil ťer se ha encontrado como uno de los principales reductores de monx̤ido de carbono, hidrocarburos no quemados (reduccin̤ del 3.8% [1]), y otros contaminantes del ambiente en las emisiones de automotores. Lo anterior es posible mediante el aumento del octanaje de la gasolina y la reduccin̤ del agua en la misma, motivos que lo reconocen como aditivo oxigenante de estecombustible. No obstante, aunque existen otrostert- eteres tales como el metiltert-butil ťer (MTBE) que tambiň es usado como aditivo de la gasolina, el ETBE tiene como ventajas [2]: Mayor nm͠ero de octano (111), respecto al MTBE (109). Una de las materias primas para la obtencin̤ de ETBE, etanol (EtOH), puede ser producida a partir de fuentes renovables, tales como celulosa, biomasa y otros desechos agrc̕olas. Factor que hace al producto ms̀ amigable con el medio ambiente, a diferencia de otros tert-eteres que son en su totalidad de origen fs̤il. Existen varios mťodos para la produccin̤ del ETBE, el mťodo directo y el indirecto, los que se diferencian por la simplicidad y menor tamaǫ en planta del primer mťodo, puesto que el segundo hace uso de dos reactores, el primero para deshidratar el TBA a IB, para luego reaccionar con EtOH en el segundo. Por tal razn̤ la va̕ de interš es la directa. La produccin̤ industrial de ETBE es llevada a cabo mediante procesos no convencionales de reaccin̤-separacin̤ simultǹeas, tales como la destilacin̤ reactiva, con el ǹimo de eliminar el agua que inhibe la produccin̤ del ťer. En este proceso, el EtOH que no reacciona forma una mezcla azeotrp̤ica con el ETBE producido, la cual no se puede separar por medio de la destilacin̤. El proceso de purificacin̤ del ETBE, en este caso, sehace mediante membranas especiales, lo cual aumenta los costos deproduccin̤. Por tal razn̤, se presenta la pervaporacin̤ como alternativa viable y novedosa para llevar a cabo la sn̕tesis en fase lq̕uida del ETBE, puesto que en una sola unidad de proceso se proceso se integra la reaccin̤-purificacin̤ del producto deseado, cabe anotar que en el mercado se encuentra el aditivo para combustibles como una mezcla ETBE/EtOH; pero a diferencia del primer proceso, la pervaporacin̤ tambiň permea EtOH reduciendo su composicin̤ en la corriente de salida.Por otra parte el uso de la membrana favorece la produccin̤ de ETBE haciendo uso de un principio qum̕ico elemental como el de Le Chatelier, ya que separa un producto (Agua) de la corriente de proceso.