Metodo de Douglas. Aspirina

Índice
Página
Introducción………...……………………………………………………………………………3
Planteo del caso de estudio……………………...…………………………………………….4
Información de entrada
Reacciones y condiciones de reacción……………………….……………..…………..5
Información sobre el catalizador……………..………..………………………………….5
Toxicidad, Seguridad e Impacto Ambiental……………..……..……..…………………6
Tratamiento deresiduos………………….……………………………….……………….7
Propiedades físicas de los componentes………………………………………………..7
Niveles de decisión
Nivel 1: Batch vs Continuo…………………………….…………………………………..8
Nivel 2:Estructura de entrada-salida………………………………..……………………8
Nivel 3:Estructura de reciclo………………………..……………………………………11
Nivel 4:Estructura del sistema de separación……………………..…………..………17
Flowsheet completo del Proceso de Producción de la Aspirina………………………....19Anexos…………………...……………………………………………………………………..20
Bibliografía……………...………………………………………………………………………24
4483735-183515Introducción
La aspirina surgió el 10 de octubre de 1897 cuando F. Hoffmann describió la forma de describir la síntesis del ácido acetil salicílico, AAS llamado posteriormente Aspirina. Ello surgió a petición de su madre la cual poseía reumatismo y era tratada con acido salicílico.
La aspirina pertenece a lafamilia de los salicilatos, derivados del ácido 2-hidroxi benzoico o ácido salicílico. Está formada por agujas blancas cristalinas, las cuales Hoffman consiguió sintetizarlas a partir de alquitrán de carbón.
El proceso de síntesis consiste en tratar el ácido salicílico con anhídrido acético, en presencia de un poco de ácido sulfúrico, que actúa como catalizador, produciendo su fórmula final C9H8O4. Sucomposición química es la siguiente y se muestra en la Figura:

La pureza del producto se determina por:
Presencia de ácido salicílico en el producto final: puede ser detectada con cloruro férrico (el ión Fe3+), ya que si el producto está contaminado con acido salicílico producirá una reacción coloreada (los fenoles forman un complejo altamente coloreado con el cloruro férrico)
La toma delpunto de fusión de la muestra purificada.
Para la síntesis de aspirina se utilizan dos reactivos de gran importancia:
Anhídrido Acético, que se obtiene a partir de la reacción de cetena(C2H2O) con Ácido Acético (C4H6O3).
Ácido Salicílico que se obtiene al hacer reaccionar Fenóxido Sódico ( C6H5ONa) con Dióxido de Carbono (CO2) a 125 ºC y a 100 atm, para dar Salicilato Sódico( C7HO3Na) que enmedio ácido da como producto Ácido Salicílico (C7H6O3).
Planteo del caso de estudio
Se desea obtener el diagrama de flujo para el proceso de producción de Ácido acetilsalicílico (aspirina) a partir de ácido salicílico y anhídrido acético, mediante el Método de Douglas. Se dispone de la siguiente información de un proceso existente:

Sistema de reacción:
La temperatura de reacción, T = 90ºC.La presión de trabajo es, P = 1 atm.
Requiere de medio ácido (catalizador).
Si bien el modo de operación es principalmente discontinuo, para realizar la síntesis del proceso, se puede considerar una primera aproximación asumiéndolo como un proceso continuo. De todos modos, asuma el número de hr/año de operación para procesos batch (obtenido de Douglas, 1988).
Información de entrada
Reacción ycondiciones de reacción
La aspirina (ácido acetilsalicílico) puede ser preparada por la reacción entre ácido salicílico y anhídrido acético de acuerdo a la siguiente reacción:

En esta reacción el grupo hidroxilo (-OH) en el anillo de benceno en el ácido salicílico reacciona con anhídrido acético para formar el grupo funcional tipo éster. Por lo tanto la formación del ácido acetilsalicílicoes una reacción de esterificación. La esterificación se lleva a cabo en medio ácido, por lo que la reacción necesita de un catalizador, es este caso se utiliza ácido sulfúrico.
La temperatura de reacción es, T= 90ºC (363K)
La presión de trabajo, P =1atm
En la siguiente tabla podemos observar los distintos componentes de la reacción, incluido el...