Seminario 3 Resumen

Introducción
La destilación reactiva es un proceso en el cual ocurre simultáneamente la reacción química y la separación de productos. Esta es sin duda una de las tecnologías que más ventajas potenciales ofrece para la síntesis química en relación con los procesos convencionales, donde la reacción y la separación se llevan a cabo secuencialmente.
Una de las principales ventajas de los procesosrealizados por destilación reactiva es la eliminación de equipos para la recuperación de productos y para la recirculación de reactivos no convertidos, lo que lleva a la disminución en la inversión de capital y en costos de operación. Como un ejemplo espectacular se tiene el caso de producción de acetato de metilo en donde se sustituye un reactor y un tren de nueve torres de destilación por unaúnica columna de destilación reactiva, alcanzando el 100% de conversión de los reactivos.
La destilación reactiva se caracteriza también porque puede mejorar el grado de conversión de reactivos, la selectividad hacia productos de interés y la transferencia de masa a un punto tal que en algunos casos puede evitar el fouling del catalizador heterogéneo.
Al tratarse de un proceso simultáneoreacción-separación, la destilación-reactiva es una tecnología usada generalmente en reacciones que se ven limitadas por el equilibrio químico, tales como esterificación, alquilación, reacciones de hidrólisis de ésteres, entre otras. Debido a que la reconcentración de reactivos y el retiro constante de los productos permite que se alcance una conversión superior a la del equilibrio químico, semejante a lo queocurre en un reactor con recirculación, solo que en este caso se acopla la reacción y la separación en un solo equipo.
Otra de las bondades que ofrece esta tecnología es que es considerada como ambientalmente amigable o “tecnología limpia”, porque su implementación genera un menor impacto ambiental en comparación con los procesos convencionales, como ha sido mostrado por nuestro grupo en el casode producción de acetato de n-butilo a partir del algoritmo WAR, la cual es una metodología que permite determinar el potencial del impacto ambiental de un proceso químico.
Entre los procesos simultáneos reacción-separación la destilación reactiva es la tecnología que más ha sido investigada debido a las ventajas que ofrece, principalmente en las reacciones reversibles. Algunas ventajas que hastael momento no han sido mencionadas es la significativa reducción de catalizador para el mismo grado de conversión, los menores tiempos de residencia, la conversión de los reactantes casi al 100% que junto con el aumento en la selectividad generan una alta productividad en esta tecnología.
Las etapas de análisis y diseño de un sistema reactivo para determinar la viabilidad operacional con el fin derealizar un proceso por destilación reactiva se muestran a
Continuación:
1. Estudio de la compatibilidad de los componentes de reacción y separación. La reacción debe darse en la fase líquida, para cumplir con las condiciones mínimas de la operación de destilación.
2. Las condiciones de temperatura y presión óptimas de la reacción deben ser compatibles con las condiciones de alta actividad delcatalizador.
3. Análisis de la influencia del componente de separación sobre la reacción. Termodinámica topológica y análisis de la estática (numeral 4.2).
4. Trayectoria de operación. Diagrama de flujo simplificado.
5. Modelamiento matemático.
6. Simulación.
7. Experimentación física. Lo mínima posible
El problema básico en el diseño de la destilación reactiva consiste en la estimación de laposibilidad de obtener los estados estables con máxima conversión y selectividad. La etapa principal para el diseño de una tecnología en la producción de sustancias orgánicas es la síntesis del diagrama de flujo óptimo que asegure la calidad del producto requerida. Para esto lo más adecuado es partir de una metodología que permita establecer la secuencia de síntesis de esquemas tecnológicos de...