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Documento sobre la extraccion de acido acetico
Typology: Schemes and Mind Maps
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JUNIO 2016
DIRECTOR DEL TRABAJO FIN DE GRADO:
Resumen Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales (UPM) Los dos disolventes considerados son metil-isobutil-cetona (MIBK) y acetato de etilo. La elección del MIBK viene dada por la existencia de un proyecto experimental previo realizado en el departamento de Tecnología Química de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales (UPM), en el que se lleva a cabo la puesta a punto de un proceso de extracción y recuperación de disolventes en planta piloto, siendo éste el disolvente utilizado. El método que se propone para reciclar el disolvente es una segunda extracción con hidróxido de sodio. Se pretende comprobar si este disolvente sería adecuado para un proceso a escala industrial. Por otro lado, el acetato de etilo es uno de los disolventes utilizados actualmente en la industria para la extracción de ácido acético, además de mencionarse en otros estudios disponibles en la literatura que tratan el tema que aquí se discute. OBJETIVOS En base a todo lo mencionado anteriormente, el principal objetivo de este trabajo es llevar a cabo un estudio sobre el proceso de extracción de ácido acético con recuperación del disolvente mediante simulación con Aspen Plus ®
. Se evaluará el comportamiento de la extracción dependiendo del disolvente utilizado (MIBK o acetato de etilo), así como el método más adecuado para su recuperación (reextracción con hidróxido de sodio o destilación). En una primera fase, utilizando MIBK, se representarán las condiciones de operación encontradas en los ensayos experimentales de los que se dispone, evaluando qué proporciones de alimentación/disolvente favorecen la extracción. Seguidamente, se simulará el proceso siendo la alimentación similar al producto obtenido en la biosíntesis de ácido acético, optimizando las etapas necesarias en la columna de extracción. Además, se evaluarán los procesos de regeneración del disolvente. Los mismo se llevará a cabo utilizando acetato de etilo como disolvente, para finalmente comparar y evaluar los resultados. METODOLOGÍA La base sobre la que se sustenta este trabajo es la utilización de un simulador de procesos como es Aspen Plus ® para modelar, principalmente, una operación de extracción líquido- líquido. La extracción en fase líquida es la operación de transferencia de materia en un sistema de dos fases líquidas. Los componentes de una disolución se separan al ponerse en contacto con otro líquido inmiscible o parcialmente miscible, distribuyéndose selectivamente entre las dos fases líquidas. Se denomina soluto al componente que se separa, disolvente al que se introduce para crear una nueva fase y separarlo, y diluyente a aquél del que se quiere separar el soluto. La fase que sale del equipo de extracción y contiene la mayor parte del disolvente y del soluto se conoce como extracto, mientras que la fase que contiene la mayor parte del diluyente se denomina refinado. La viabilidad económica de un proceso de extracción líquido-líquido depende, principalmente, del disolvente elegido y de los procedimientos utilizados para la recuperación del mismo. Para estudiar el comportamiento del proceso de extracción líquido-líquido se utilizará Aspen Plus ® , un simulador de procesos muy potente empleado para el modelado de procesos químicos, farmacéuticos y de refino de petróleo. Permite cambiar la configuración del
Modelado del Proceso de Extracción de Ácido Acético con Recuperación de Disolvente Orgánico Ana Sánchez Levoso 3 diagrama de flujo, las condiciones de operación o la composición de la alimentación, de manera que sea posible analizar alternativas de proceso. RESULTADOS Metil-isobutil-cetona (MIBK) Los datos experimentales de equilibrio líquido-líquido pueden correlacionarse con modelos de coeficientes de actividad semiempíricos tales como NRTL o UNIQUAC. En este caso se utiliza el modelo NRTL integrado en Aspen Plus®, ya que se indica en la literatura que representa mejor el equilibrio del sistema agua-MIBK-ácido acético. En primer lugar, se pretende definir el comportamiento de la operación de extracción, para lo que se simula únicamente una columna de extracción (bloque Extract ) a temperatura ambiente y presión atmosférica. Se consideran alimentaciones con un contenido de ácido acético del 27% y el 10% en masa y se evalúan los resultados para un rango de proporciones alimentación/disolvente de 10:1 a 1:10. Se observa que el hecho de aumentar la proporción de disolvente favorece el rendimiento de la extracción a la vez que disminuye las pérdidas de disolvente. En estas condiciones sólo se consigue una recuperación de más del 90% de ácido acético para el ratio alimentación/disolvente 1:10. Para esta situación se simula la operación de regeneración del disolvente mediante una segunda extracción utilizando una disolución de hidróxido de sodio al 10% en masa. Asumiendo la purificación total del MIBK, lo cual no modifica su capacidad de retener soluto, se recicla el 94,8% del que entra a la columna. El siguiente paso es considerar como alimentación una disolución acuosa cuyo contenido en ácido acético es del 5% en masa. De esta manera se representan las características de un caldo de fermentación. Se ha observado que en una columna con 3 etapas de equilibrio, la calidad de la extracción es aceptable para una proporción alimentación/disolvente de 1:10. Ahora se quiere averiguar si, para las nuevas condiciones de alimentación, es posible mantener ese rendimiento de extracción, o mejorarlo, disminuyendo el consumo de disolvente y aumentando el número de etapas de equilibrio. Los resultados muestran que, manteniendo el ratio alimentación /disolvente en 1:10, se llega a alcanzar el 99% de recuperación de ácido acético aumentando hasta 6 el número de etapas de equilibrio. Si se reduce a la mitad la proporción de disolvente (1:5), son necesarias 9 etapas de equilibrio para conseguir al menos el 90% de recuperación del ácido, mientras que habría que aumentar hasta 100 el número de etapas para conseguir el 99%. Al disminuir el consumo de disolvente aumentan sus pérdidas en el refinado, pero se incrementa la cantidad de agua eliminada. Reduciendo aún más la proporción de disolvente (1:2) sólo se consigue recuperar alrededor del 40% del ácido acético. De nuevo se simula la reextracción con hidróxido de sodio, ahora considerándose 1:10 y 1: como ratios alimentación /disolvente en condiciones que proporcionan un rendimiento similar de la extracción con un número de etapas razonable. Se observa que, tanto el consumo de hidróxido de sodio como la cantidad de disolvente reciclado son parecidos, por lo que los aspectos clave son el consumo de disolvente y el número de etapas. Reducir a la mitad el primero implica triplicar el segundo, lo cual hace que sea necesario un análisis de costes para evaluar la mejor alternativa. En este caso también se considera la posibilidad de la destilación como método de recuperación del disolvente, pero se concluye que no es un método adecuado dado que la poca
Modelado del Proceso de Extracción de Ácido Acético con Recuperación de Disolvente Orgánico Ana Sánchez Levoso 5 respectivamente vuelve a ser 99,9%. Al recircular el disolvente regenerado a la columna de extracción, se observa de nuevo una disminución en la cantidad de ácido acético recuperado, aunque en menor media que en el anterior caso (de 96,9 a 95,7%). En ambas alternativas de proceso se logra recuperar alrededor del 93% del disolvente que entra a la columna de extracción. A pesar de que aparentemente los resultados más favorables se obtienen al utilizar una proporción alimentación/disolvente de 1:5, ya que el consumo de disolvente es menor, se obtiene mayor recuperación de soluto y la eliminación de agua es mayor, sería necesario llevar a cabo un análisis de los costes de operación frente a los de capital para evaluar qué alternativa es más adecuada, al igual que cuando se estudiaba el uso de MIBK. MIBK vs Acetato de etilo En términos del comportamiento de la extracción, como ya se ha indicado, cuando el disolvente es acetato de etilo, son necesarias menos etapas en la columna de extracción que cuando el disolvente es MIBK, para obtener valores muy similares de recuperación de ácido acético. Por otro lado, se puede observar que las pérdidas de disolvente en la fase acuosa son mayores en el caso del acetato de etilo, a la vez que la eliminación de agua es menor. Esto se debe a la amplia diferencia entra las solubilidades en agua de los dos disolventes considerados, siendo mayor la del acetato de etilo que la del MIBK. El método más adecuado para regenerar el MIBK es su reextracción utilizando una disolución de hidróxido de sodio, mientras que el método más adecuado para regenerar el acetato de etilo es la destilación. La diferencia de precios entre ambos disolventes favorece al acetato de etilo, cuyo precio está entre 0,84 y 0,86 €/Kg, frente a los 1,45-1,62 €/Kg del MIBK. Si se tienen en cuenta las diferentes configuraciones de proceso para cada disolvente, se podría decir que los costes de operación serán superiores utilizando acetato de etilo, ya que la operación de destilación supone mayor consumo energético que la reextracción. Sin embargo, se ha de considerar el hecho de que con la reextracción se introduce una nueva especie, por lo que se deberá tener en cuenta el coste de su consumo (0,48-0,50 €/Kg de sosa cáustica). En cuanto al impacto sobre el medioambiente, el problema que más se puede relacionar con procesos de extracción con disolventes es la contaminación de aguas y, por tanto, los efectos nocivos que los disolventes puedan ejercer sobre la vida acuática. Tanto el MIBK como el acetato de etilo se eliminan relativamente rápido en caso de ponerse en contacto con agua, siendo la eliminación del acetato de etilo ligeramente más rápida. Analizando las alternativas de proceso asociadas a cada disolvente, como ya se ha mencionado, la destilación implica mayor consumo de energía mientras que la reextracción lleva asociada la introducción de hidróxido de sodio en el sistema. El peligro del hidróxido de sodio en el medioambiente viene dado por su influencia en el pH. A altas concentraciones sí es tóxico para organismos acuáticos, sin embargo a bajas concentraciones no tiene efectos perjudiciales sobre los organismos, ya que es neutralizado por otras sustancias presentes en el agua y el pH no aumenta. En definitiva, este trabajo proporciona información sobre el comportamiento del proceso de extracción de ácido acético utilizando diferentes disolventes, que sirve de base para un diseño posterior más detallado.
Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales (UPM)
Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales (UPM) Otro factor que afecta al estado físico del ácido acético es su equilibrio con el anhídrido acético. En el punto de ebullición a presión atmosférica, tiene lugar una reacción en la que se forma anhídrido acético y agua. 1.1.1 Obtención El ácido acético puede obtenerse de forma biológica, mediante fermentación bacteriana, o de forma sintética. Las tres principales vías de obtención de ácido acético sintético son: oxidación de acetaldehído, oxidación de hidrocarburos en fase líquida y carbonilación de metanol. o OXIDACIÓN DE ACETALDEHÍDO La oxidación de acetaldehído con aire u oxígeno para obtener ácido acético, tiene lugar mediante la formación de ácido peracético como intermedio de reacción (radical libre). 2 𝐶𝐻!𝐶𝐻𝑂 + 𝑂! ⟶ 𝐶𝐻!𝐶𝐻𝑂𝐻𝑂𝑂𝐶𝑂𝐶𝐻! ⟶ 𝐶𝐻!𝐶𝑂!𝐻 + 𝐶𝐻!𝐶𝐻𝑂 𝐶𝐻!𝐶𝑂!𝐻 ⟶ 𝐶𝐻!𝐶𝑂𝑂𝐻 +
En los procesos discontinuos, se utiliza una disolución de acetaldehído que contiene 0,5% de acetato de manganeso como catalizador. La temperatura está entre 55 y 80 °C y la presión entre 75 y 85 psig. La concentración de oxígeno en el gas de salida se mantiene por debajo del 10% por motivos de seguridad. El acetaldehído residual se recupera mediante destilación y el ácido acético se purifica hasta el 99% también mediante destilación. El rendimiento está entre el 85 y el 95% [4]. Hoy en día la oxidación se lleva a cabo con oxígeno y de forma continua. Un ejemplo es el proceso Hoechst que opera entre 50 y 70°C en torres de acero inoxidable con ácido acético como disolvente. El calor de reacción es eliminado haciendo circular la mezcla de oxidación por un sistema de refrigeración. Un control adecuado de la temperatura permite limitar la descomposición del ácido acético en ácido fórmico, CO 2 , y pequeñas cantidades de CO y H 2 O. La selectividad a ácido acético alcanza valores entre el 95 y el 97%. El mayor peligro de este proceso se encuentra en el arranque del reactor continuo. Una cuidadosa regulación automática del calor de reacción, la concentración de catalizador y la concentración de oxígeno en el gas de salida, elimina la mayor parte del peligro [5]. Durante muchos años la oxidación de acetaldehído fue la principal vía de obtención de ácido acético, pero motivos económicos impulsaron la búsqueda de procesos alternativos. o OXIDACIÓN DE HIDROCARBUROS EN FASE LÍQUIDA La oxidación de hidrocarburos parafínicos y olefínicos se ha llevado a cabo bajo gran variedad de condiciones térmicas, enzimáticas y electroquímicas, entre otras, resultando en la producción de ácido acético en cantidades que varían entre apenas detectable y comercialmente aceptable. El objetivo no es solo producir ácido acético sino hacerlo de forma económicamente atractiva. Hidrocarburos C 4 - C 8 son los más favorables para la producción de ácido acético. De todas las olefinas y parafinas, es el butano el que ha recibido más atención.
Modelado del Proceso de Extracción de Ácido Acético con Recuperación de Disolvente Orgánico Ana Sánchez Levoso 9 Fue Celanese la que inició, en 1952, la producción de ácido acético basada en la oxidación de butano en fase líquida. Este proceso opera a 175°C y 54 bar con acetato de cobalto como catalizador. La separación de la mezcla de ácidos acético, fórmico, propiónico, acrílico y butírico, entre otras sustancias, se lleva a cabo mediante una combinación de extracción, destilación y destilación extractiva. 𝐶!𝐻!" + 𝑂! ⟶ 𝐶𝐻!𝐶𝑂𝑂𝐻 + 𝐻𝐶𝑂𝑂𝐻, 𝐶𝐻!𝐶𝑂𝐶𝐻!𝐶𝐻!, 𝑜𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜𝑠 𝑜𝑥𝑖𝑔𝑒𝑛𝑎𝑑𝑜𝑠 Dadas las ventajas económicas de la carbonilación del metanol, este proceso se utiliza poco hoy en día. o CARBONILACIÓN DE METANOL Se descubrió hacia 1913 que el metanol, principal producto de reacción del gas de síntesis, podía ser carbonilado para producir ácido acético, pero fue en 1920 cuando este método se hizo económicamente viable dada la posibilidad de obtener metanol en cantidades comerciales. Esta vía se ha convertido en la forma generalmente aceptada de obtener el ácido y ha supuesto gran parte de la capacidad de producción durante los últimos años. La reacción que tiene lugar es la siguiente: 𝐶𝐻!𝑂𝐻 + 𝐶𝑂 !"#"$%&"'() 𝐶𝐻!𝐶𝑂𝑂𝐻 La primera planta comercial fue puesta en funcionamiento por BASF hacia 1960, utilizando yoduro de cobalto como catalizador. En este proceso el metanol (solo o mezclado con dimetil éter y una pequeña cantidad de agua) reacciona con monóxido de carbono en presencia de yoduro de cobalto II, en fase líquida, a 250°C y 680 bar. La selectividad a ácido acético era 90% (basada en CH 3 OH) y 70% (basada en CO) [5]. Unos años más tarde, Monsanto descubrió que el uso de rodio combinado con yodo como catalizador permitía utilizar condiciones de operación menos extremas obteniendo mayor selectividad. Figura 1. 2 : Ciclo catalítico de la carbonilación de metanol con catalizador basado en rodio
Modelado del Proceso de Extracción de Ácido Acético con Recuperación de Disolvente Orgánico Ana Sánchez Levoso 11 aproximadamente del 90%. El segundo paso es la oxidación del etanol utilizando la bacteria aeróbica Acetobacter aceti a 27- 37 °C con un rendimiento de aproximadamente 85% [8]. 𝐶!𝐻!"𝑂! ⟶ 2 𝐶𝐻!𝐶𝐻!𝑂𝐻 + 2 𝐶𝑂! !!!! 2 𝐶𝐻!𝐶𝑂𝑂𝐻 + 2 𝐻!𝑂 Por otro lado, en el proceso anaeróbico se utilizan especies de bacterias acetogénicas, las cuales son capaces de convertir la glucosa casi estequiométricamente en ácido acético. 𝐶!𝐻!"𝑂! ⟶ 3 𝐶𝐻!𝐶𝑂𝑂𝐻 Comparando ambas vías se encuentra que en el proceso aeróbico sólo se produce ácido acético, lo cual es una ventaja, mientras que en el proceso anaeróbico se obtienen cantidades significativas de ácidos propiónico y butírico. Además la fermentación aeróbica es un proceso más rápido y con ella se obtiene ácido acético de mayor concentración (hasta 11%). Esto hace que, para la obtención de vinagre, se utilice exclusivamente la vía aeróbica. Sin embargo, se está investigando el proceso anaeróbico dadas sus ventajas económicas. El coste de los equipos es más bajo, la operación es relativamente simple y se eliminan los costes de aireación. Con un rendimiento del 85%, la vía anaeróbica ofrece una reducción del 60% en materia prima frente a la vía aeróbica. Los caldos de fermentación están formados mayoritariamente por agua, con una pequeña cantidad de ácido acético (generalmente igual o inferior al 5%). Esto hace que sea necesario diseñar procesos de recuperación del ácido de las disoluciones acuosas formadas. Los diferentes métodos estudiados para llevar a cabo este propósito se presentan con detalle en el apartado 1.2. 1.1.2 Mercado Según un estudio realizado por Grand View Research Inc. en 2015 [9], se espera que el mercado global de ácido acético alcance los 13,31 billones de dólares en 2022. El aumento del uso de ácido tereftálico purificado en la fabricación de poliéster y el crecimiento de la demanda de acetato de vinilo monómero, impulsarán el crecimiento del mercado en los próximos seis años. El estudio indica que, sólo en 2014, China fue el mercado más grande de ácido acético, representando el 40% del volumen de demanda global. Además se prevé que este dominio se mantendrá durante el periodo estudiado ( 2012 - 2022). Figura 1. 4 : Producción de ácido acético según región en 2014 (Fuente: Tecnon OrbiChem) 43% 22% 6% 15% 8% 4% (^) 2% China America Oeste Eur Noroeste Asia Sur&Sureste Asia Or. Med & Africa Este Eur
Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales (UPM) La demanda global de ácido acético para la producción de acetato de vinilo monómero sobrepasó las 3600 kilo toneladas en 2014 y se espera que la tasa de crecimiento anual sea de más del 4% desde 2015 a 2022. En cuanto a la demanda global de ácido acético para la producción de ácido tereftálico purificado, sobrepasó las 2500 kilotoneladas en 2014 y se espera que esté por encima de las 3800 kilotoneladas en 2020. Figura 1. 5 : Evolución del mercado global de ácido acético, según su aplicación, en kilo toneladas [9] 1.1.3 Purificación y concentración de ácido acético Como ya se ha comentado, en la biosíntesis del ácido acético es necesaria una operación de recuperación del producto del caldo de fermentación, siendo éste uno de los objetivos del desarrollo de este trabajo. El propósito de la recuperación del producto es llevar el ácido hasta la pureza especificada, con posibilidad de reciclar el agua al proceso y recuperar otras especies. Los costes de esta operación son elevados, lo que hace que sean clave en la viabilidad económica del proceso. Figura 1. 6 : Secuencia de proceso para la recuperación de ácidos carboxílicos obtenidos mediante fermentación [10]
Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales (UPM) disolvente y otra fase acuosa. La fase rica en disolvente se utiliza para proporcionar reflujo a la columna y se recicla al extractor. La fase acuosa se alimenta a la columna de stripping para retirar el disolvente residual antes de reciclar el agua. La corriente de fondo de la columna de destilación contiene el agua retirada del ácido acético, pero debe ser purificada para eliminar componentes pesados. Se han estudiado diferentes tipos de disolventes para la operación de extracción. Las aminas terciarias son consideradas disolventes altamente eficientes, en especial si se usan sistemas encapsulados para evitar que se formen emulsiones [15][ 16 ]. Debido a su funcionalidad interactúan mediante apareamiento de iones y enlaces de hidrógeno formando un complejo cuya estequiometria depende del número de grupos carboxílicos y de las características del disolvente. Recientes investigaciones se han centrado en encontrar nuevos disolventes con alto coeficiente de distribución que faciliten la extracción. Un nuevo tipo de disolventes propuesto han sido los líquidos iónicos, considerados buenos candidatos para ser disolventes con poco impacto sobre el medioambiente. Las principales propiedades que hacen atractivos a los líquidos iónicos son su estabilidad ante la temperatura y el hecho de que su presión de vapor sea prácticamente cero. También se ha considerado el uso de disolventes que proporcionen a la vez parejas de donantes y aceptores de enlaces de hidrógeno, como los ácidos carboxílicos, los cuales tienden a dimerizarse en ambientes hidrófobos. Ácidos grasos de cadena media han sido investigados como disolventes para recuperar ácido acético de disoluciones acuosas [2]. Un aspecto muy importante para el diseño de operaciones de extracción líquido-líquido es el sistema de recuperación del disolvente, sin embargo es escasa la información publicada al respecto. Existe un resumen de métodos propuestos para la recuperación de ácido láctico (de los cuales la mayoría podría aplicarse a los ácidos carboxílicos en general) en el que se indica que para disolventes con buenas propiedades de extracción, se requieren sistemas más complejos para su recuperación [17]. Más información acerca de procesos de recuperación del disolvente se muestra en el apartado 3.1.3.
En el Grado en Ingeniería Química impartido en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales (UPM) se llevan a cabo experimentos, tanto en laboratorio como en planta piloto, en los que se estudia la extracción de ácido acético utilizando MIBK como disolvente. Este hecho es el responsable de que haya sido este compuesto uno de los disolventes elegidos para el presente estudio. En los experimentos mencionados se utiliza el MIBK en una operación de extracción que tiene fines didácticos, lo que se pretende evaluar ahora es su eficiencia en un proceso de extracción en condiciones que se pueden encontrar a escala industrial, con fines comerciales. Las dificultades técnicas encontradas en la columna de extracción de la planta piloto del departamento de Tecnología Química (DIQUIMA) llevaron a realizar un estudio cuyo objetivo era su puesta a punto, diseñando también un proceso para la recuperación del disolvente mediante una segunda extracción con hidróxido de sodio [18]. Las condiciones de operación encontradas en ese estudio se tomarán aquí como base para realizar las primeras simulaciones.
Modelado del Proceso de Extracción de Ácido Acético con Recuperación de Disolvente Orgánico Ana Sánchez Levoso 15 El acetato de etilo es el otro disolvente elegido para el estudio, ya que es un ejemplo de disolvente utilizado a escala industrial, además de haber sido escogido para estudiar el proceso de extracción de ácido acético en varios estudios disponibles en la literatura. 1.2.1 Metil-isobutil-cetona (MIBK) La metil-isobutil-cetona ((CH 3 ) 2 CHCH 2 C(O)CH 3 ) es un líquido incoloro, estable y sin capacidad para polimerizar. Se obtiene a partir de acetona en tres etapas, mediante intermedios aislables:
Modelado del Proceso de Extracción de Ácido Acético con Recuperación de Disolvente Orgánico Ana Sánchez Levoso 17
El presente trabajo pretende, principalmente, llevar a cabo un estudio sobre del proceso de extracción de ácido acético con recuperación del disolvente mediante simulación con Aspen Plus ®
. El objetivo es comparar el comportamiento del proceso utilizando dos disolventes diferentes: metil-isobutil-cetona (MIBK) y acetato de etilo. Las razones por las que estos son los dos disolventes elegidos se mencionan en el apartado 1.2. Se evaluarán las condiciones de operación requeridas en la operación de extracción para cada disolvente, así como la validez de dos modalidades de proceso para su recuperación: reextracción con hidróxido de sodio y destilación. En primer lugar el objetivo es evaluar el comportamiento de la extracción. Ya se ha demostrado experimentalmente que la transferencia de materia de ácido acético a la fase orgánica ocurre [18], por lo que en la primera serie de simulaciones se comprobará qué proporción volumétrica de alimentación/disolvente da lugar a un comportamiento adecuado de la extracción. Se definirán las características de la alimentación y de la columna de extracción de acuerdo a los datos extraídos del estudio antes mencionado. Una vez conocida la influencia que ejerce la proporción de disolvente sobre la operación de extracción, se procederá a cambiar las condiciones de alimentación a aquellas que se asimilen al producto obtenido en la biosíntesis de ácido acético, dado que ese es el tipo de disoluciones que interesaría purificar a escala industrial. En esta serie de simulaciones se pretende hallar el número de etapas que permiten una recuperación aceptable de ácido acético. El siguiente paso será diseñar el proceso de recuperación del disolvente. En primer lugar se simulará la reextracción con hidróxido de sodio, cuya validez ya ha sido demostrada tanto a escala laboratorio como a escala de planta piloto [18], y seguidamente se evaluará la posibilidad de utilizar la destilación como método para reciclar el disolvente empleado. La segunda parte de este trabajo se centrará en evaluar el uso de otro disolvente: acetato de etilo. Como ya se ha mencionado, se elige este compuesto debido a que es uno de los disolventes utilizados actualmente en la industria [14], además de existir en la literatura experimentos que lo tienen en cuenta al estudiar el comportamiento de la extracción de ácido acético [13][22][23]. Al igual que en el caso del MIBK, se llevarán a cabo una serie de simulaciones donde las condiciones de la alimentación serán las que se pueden encontrar al obtener ácido acético por fermentación. De esta manera, de nuevo se pretende averiguar el número de etapas necesario para obtener una recuperación aceptable de ácido acético, utilizando determinadas proporciones alimentación/disolvente. A continuación se procederá a evaluar los métodos de recuperación del disolvente antes mencionados: reextracción con hidróxido de sodio o destilación. Una vez conocidos los resultados del proceso de extracción con recuperación del disolvente, tanto para el MIBK como para el acetato de etilo, se podrá realizar una comparación entre ambos en términos de: ⇒ Comportamiento de la extracción (recuperación de soluto, pérdidas de disolvente, condiciones de operación…)
Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales (UPM) ⇒ Costes derivados del consumo de disolvente ⇒ Costes de inversión ⇒ Impacto ambiental ⇒ Seguridad y toxicidad
