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| Diciembre 2010 |
|Procesos oxidativos en agua cerca de condiciones supercríticas |
|Procesos con fluidos supercríticos || |
|Máster en Ingeniería de Procesos Industriales |
|UCM ||Cristina Prieto López |

Introducción

El agua cerca o en su punto crítico presenta unas propiedades que hacen que sea especialmente atractiva para ciertos campos de la industria química. Esta atención se centra en la búsqueda de procesos verdes o respetuosos con el medioambiente. Usar agua cuasi supercrítica o supercrítica en vez de disolventes orgánicos en los procesos químicos, ofrece ventajas medioambientales que favorecen la prevención de la contaminación.

Las propiedades físico-químicas del agua en estas condiciones la convierten en un medio de reacción efectivo para la oxidación de compuestos orgánicos e inorgánicos.

Cerca de su punto crítico, elagua posee unas propiedades muy diferentes de aquéllas del agua líquida a temperatura ambiente. La constante dieléctrica es mucho más baja, el número y la persistencia de los enlaces de hidrógeno disminuyen; como resultado, el agua a elevada temperatura se comporta como un disolvente orgánico, en el cual los compuestos orgánicos tienen completa miscibilidad. Los gases en la región supercrítica soncompletamente miscibles, por lo tanto, emplear estas condiciones de reacción proporciona una oportunidad para poder llevar a cabo reacciones en una única fase, que en otro caso serían multifásicas.

El producto iónico del agua aumenta al acercarse al punto crítico, mientras que la constante de disociación Kw disminuye dramáticamente, todo esto hace que sea un medio pobre para la químicaiónica.

La combinación de la solvatación con las propiedades físicas hacen del agua supercrítica un medio ideal para la oxidación de compuestos orgánicos. Cuando la materia orgánica y el oxígeno están disueltos en agua supercrítica, se ponen inmediatamente en contacto íntimo en una única fase a elevada temperatura, sin limitaciones de transporte entre las fases, y, para temperaturassuficientemente altas, la cinética es rápida y la reacción de oxidación tiene lugar rápidamente hasta completarse.

El potencial de oxidación en agua supercrítica (SCWO) está relacionado con la destrucción completa de residuos. Su aplicación técnica presenta una serie de obstáculos debidos a que el medio de reacción es altamente corrosivo y a la precipitación de las sales. Otro problema para suaplicación a gran escala, es la elevada inversión y el coste de operación relacionado con las condiciones severas de presión y temperatura.

Descripción del proceso

El proceso de oxidación en agua supercrítica (SCWO) [2] puede dividirse en cuatro secciones y se muestra en la figura 1.

[pic]

Figura 1. Diagrama de flujo del SCWO.

• Preparación de la alimentación ypresurización
Los materiales orgánicos residuales en un medio acuoso se bombean y se comprimen desde la presión atmosférica hasta la presión de trabajo del reactor. El aire se comprime a la presión de operación antes de entrar al reactor. Alternativamente, el oxígeno, almacenado como líquido puede bombearse a la presión de trabajo y luego ser vaporizado. La elección del oxidante (aire u oxígeno)...
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