Incertidumbre en el diseño de plantas para producir acetaldehído y acetal a partir de bioetanol

Páginas: 17 (4189 palabras) Publicado: 1 de marzo de 2012
Incertidumbre en el Diseño de Plantas para producir Acetaldehído y Acetal a partir de Bioetanol.

Julio Pedraza Garciga, Erenio González Suárez
(Universidad Central «Marta Abreu» de Las Villas, Cuba).
Mauren Fuentes
(INGAR, Santa Fé, Argentina).



Uncertainty in the Design of Chemical Plants to produce Acetaldehyde and Acetal from Bioethanol

RESUMEN
En el presente trabajo se realizaun estudio acerca de la producción de acetaldehído y acetal utilizando la ruta alcoquímica. Se seleccionaron diferentes esquemas tecnológicos para llevar a cabo el diseño de las plantas de produción de acetaldehído y acetal en condiciones de incertidumbre. Se muestra un resumen de las características y costos estimados de los equipos principales y se calculan los indicadores dinámicos del costo:VAN, TIR y PRD para dos alternativas de producción considerando una variación en el precio de la materia prima: bioetanol, producido a partir de mieles de la caña de azúcar y otros sustratos azucarados.
Palabras claves: Industria Azucarera, Alcoquímica, Acetal, acetaldehído, diseño de planta en condiciones de incertidumbre, etanol.

SUMMARY
Technological schemes for the production ofacetaldehyde and acetal are selected to realize the plant’s design in uncertainty conditions. A summary of the estimated cost and characteristics of the main equipment are presented. The cost’s dynamic indicators VAN, TIR and PRD are calculated for two technological alternatives taking into account a variation in the price of raw materials (bioethanol from sugar molasses and other sugary substrata).
KeyWords: Acetal, acetaldehyde, ethanol, plant design in conditions of uncertainty.

INTRODUCCION
El 1,1 dietoxietano, conocido comercialmente como acetal, puede ser sintetizado a partir de la reacción entre el acetaldehído y el etanol de acuerdo a la siguiente reacción estequiométrica:

CH3CHO + 2C2H5OH CH3CH(OC2H5)2 + H2O

Los procesos que proponen acetaldehído y etanolcomo materias primas presentan la ventaja de que el acetaldehído puede obtenerse a partir de etanol por varias vías y su tecnología es ampliamente conocida.
El acetal ha tenido en los últimos años una nueva e interesante aplicación como aditivo oxigenado de combustibles líquidos, en particular de gas-oil. Su uso como aditivo no solo se reduce a la elevación del octanaje de las gasolinas; sino queproduce una sensible disminución de la generación de humos, manteniendo el poder detonante del combustible. También se emplea como aditivo de etanol cuando este es usado como combustible, con el objetivo de disminuir su temperatura de autoencendido.

MATERIALES Y MÉTODOS
Cuba no cuenta con plantas instaladas para la producción de los alcoquímicos en estudio. Se hace uso, entonces, de labibliografía e información de patentes disponibles que describen las características de estos procesos, tomando como información básica la siguiente:
▪ El acetaldehído puede ser obtenido a partir del etanol por varias vías: la vía enzimática, donde se obtiene como compuesto intermediario en bajas concentraciones producto de la acción de bacterias; y las vías no enzimáticas, las más antiguas eindustrialmente las más eficientes, que son la oxidación parcial y la deshidrogenación de la fase vapor del etanol. Varios autores han patentado la unión de los dos procesos, que resulta ventajosa al complementarse energéticamente el sistema; se logra mantener la temperatura en el reactor y mejora la actividad catalítica. Utilizando un catalizador de cromo-cobre se obtienen como subproductos: acetato deetilo, ácido acético y n-butanol, considerándose un consumo total de oxígeno. La dificultad que se puede presentar es la dilución del producto formado, pero en estos casos se alimenta etanol con bajo porciento de agua.
▪ El proceso de producción de acetal consta de dos etapas: la etapa de reacción que requiere de un catalizador en fase heterogénea y la etapa de separación - purificación del...
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