Produccion de acido carbonico mediante adsorcion reactiva

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  • Publicado : 12 de septiembre de 2010
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Titulo:
Síntesis de acido carbónico a partir de dióxido de carbono mediante una columna de absorción reactiva
Antecedentes
El ácido carbónico( H2CO3) o anhídrido del dióxido de carbono es un compuesto que no existe puro a condiciones ambientales ya que la presencia de una sola molécula de agua catalizaría su descomposición a dióxido de carbono, como solución también se le encuentra disueltoen agua conocido comúnmente como agua gasificada, caracterizada por las burbujas que desprende debido a la presencia del acido carbónico.
En la actualidad el acido carbónico usado normalmente en la producción de bebidas carbonatadas se sintetiza inyectando dióxido de carbono en agua pura a altas presiones y así llevar a cabo la reacción, misma que se ve modificada por diversos factores como lacinética, el equilibrio químico de la reacción y el pH de la solución.

La Cinética de la reacción es de segundo orden:
r=kfCO2H2O-kbH2CO3
Donde:
kf = 0.043
kb= 15
El equilibrio de la reacción es:
K=H2CO3CO2H2O=10-2.54
Otro factor que es importante en el momento de la reacción es el pH ya que debido a que el acido carbónico se encuentra en solución se disocia de la siguiente forma:
H2CO3 →HCO3- + H+
HCO3- → CO32- + H+

Las torres de absorción fundamentalmente se encuentran de 2 tipos:
Empacadas: De Empaque estructurado o Empaque al azar
Platos: Existen diversos tipos de platos, de campana, perforados, o de válvulas.
La absorción consiste en la separación de una mezcla gaseosa mediante un solvente líquido, este proceso implica una difusión molecular del soluto gaseoso allíquido. Predecir el perfil de  concentración de un soluto en dos fases requiere datos de equilibrio experimentales o relaciones de equilibrio, ya que tanto la solubilidad de los gases como el coeficiente de transferencia de masa dependen de la naturaleza de los componentes.
Para desarrollar el perfil de concentración de un sistema reaccionante son necesarios de datos experimentales ya que al llevarsea cabo la reacción comúnmente en la solución liquida, el equilibrio de fases se ve alterado por diversos factores, haciendo inútil el uso de los datos comunes de equilibrio Dióxido de carbono - Agua.
Definición del problema
El dióxido de carbono es un gas de invernadero que en la actualidad se utiliza industrialmente con diversos propósitos, como control de temperatura, extracciones ypurificaciones supercríticas, control de pH en diversas corrientes de fluidos, gas inerte, fluido de enfriamiento entre otras, usándolo de muchas formas pero en muy pocas transformándolo en un nuevo compuesto.
Uno de los procesos en los que se utiliza el dióxido de carbono como materia prima es la producción de acido carbónico, esta producción se encuentra limitada por el equilibrio químico que a su vezse ha tratado de desplazar hacia los productos mediante la inyección del dióxido de carbono a presión alta presión (carbonatación) obteniendo rendimientos bajos debido a que este proceso depende de aumentar la solubilidad mediante la presión.
Justificación
El uso del dióxido de carbono como materia prima de un proceso de transformación reduciría la cantidad emitida a la atmosfera así puesretrasando el efecto invernadero.
Desarrollar una forma más practica y útil de transformar el dióxido de carbono en acido carbónico representaría una nueva manera de reducir importantemente las emisiones de dióxido de carbono y de generar altos ingresos ya que el acido carbónico es la base fundamental de la industria refresquera, así como de gran importancia para la industria farmacéutica (como materiaprima), para los sistemas de refrigeración (como fluido de enfriamiento), blanqueador de fibras, entre otros.
Otro de los beneficios que obtendremos de poder encontrar un nuevo proceso para la producción de acido carbónico es que al utilizar dióxido de carbono como materia prima disminuimos las emisiones de este mismo a la atmosfera, logrando así otro beneficio económico, el de los bonos de...
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