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Mejoramiento del glicerol para aplicaciones de alto valor agregado

nica no-glicerol (matter organic non mos identificar formulaciones catalíti- complicado a tener en cuenta es que el
glycerol - MONG) se adhirió al catali- cas incluso más tolerantes. glicerol puro comienza a descomponer-
zador y bloqueó los sitios activos, cau- se a aproximadamente 300 ºC, mientras
sando una mayor formación de espuma Cuando se diseña una operación óptima, que los procesos de conversión de glice-
en la presencia de una base. Los desem- básicamente se podrían utilizar estas con- rol en fase gaseosa a presión atmosférica
peños catalíticos iniciales se pudieron sideraciones y parámetros para identifi- típicamente tienen lugar a temperaturas
recuperar lavando el catalizador con car la mejor solución intermedia, hacien- de entre 250 y 350 ºC. Aun así, el glice-
solventes inorgánicos, que eliminaron do que los diseñadores de proceso y los rol tradicionalmente se introduce como
cantidades suficientes de MONG. Sin desarrolladores de reacciones trabajen en una solución acuosa en el reactor, ya que
embargo, cuando se diseña un proceso conjunto para seleccionar la mejor com- sería demasiado desafiante intentar la
sustentable, obviamente será necesario binación de opciones de purificación, evaporación de este compuesto altamen-
extraer la MONG del flujo inicial. actividad catalítica, y estabilidad para te viscoso bajo su forma pura no diluida.
satisfacer los requisitos técnicos reque-
Por el contrario, se observó que la pre- ridos (por los clientes y las reglamenta- A grandes rasgos, se propusieron dos
sencia de metanol residual del proceso ciones) y el precio de venta del producto. estrategias para tratar los temas de
de transesterificación resultó beneficio- la desactivación del catalizador en la
sa, ya que facilitó la disolución suave Aunque dichas consideraciones resul- bibliografía académica y en patentes:
del oxidante (oxígeno molecular) de la tan útiles para los procesos de fase
fase gaseosa al medio líquido reactivo, líquida, son menos relevantes para los 1. La incorporación de cantidades redu-
mejorando en consecuencia el proce- procesos de fase gaseosa, ya que la cidas de oxígeno en la alimentación,
so de oxidación en la fase líquida. Los evaporación de las impurezas junto en forma continua o por pulsos, con
residuos de la base que quedaron luego con glicerol para alimentar un reactor la incorporación opcional de una fun-
de la transesterificación también tuvie- continuo resultaría poco práctica por la ción de desdoblamiento de oxígeno
ron un efecto positivo. Esto no es sor- heterogeneidad del flujo. No obstante, en el catalizador para facilitar la eli-
prendente ya que las condiciones bási- se ha informado (Dubois, J. L. (Arke- minación continua de los coques por
cas generalmente son beneficiosas para ma), WO 200812908, 2008, y Kijenski, “combustión”.
la reacción de oxidación parcial de la J., et al., (Inst. Chemii Przemyslowe),
fase líquida del glicerol. EP 1860090, 2007) sobre algunos pro- 2. El uso de un proceso similar al cra-
cesos combinados que aceptan glicerol queo catalítico fluido (fluid catalytic
La presencia de sales inorgánicas que crudo como materia prima utilizando cracking-like - FCC) en donde el cata-
surgen de la neutralización de la base mecanismos de evaporación/separación lizador circula continuamente entre
homogénea utilizada en el proceso de específicamente diseñados para llevar dos reactores. La reacción se produ-
transesterificación no tuvo un efecto selectivamente los vapores de glicerol ce en el primer reactor, mientras que
significativo sobre la reactividad del al reactor de conversión catalítica. la regeneración de la combustión del
catalizador. Sin embargo, recientemen- coque tiene lugar en el segundo.
te identificamos trazas de compuestos
de azufre (cuya naturaleza y origen · Coqueo de catalizadores Nuestro equipo de investigación desa-
siguen siendo poco claros) en los flu- heterogéneos rrolló dos estrategias adicionales que se
jos que exhibieron un efecto negativo. pueden aplicar para la conversión del
Nuestros hallazgos también indican que El coqueo de catalizadores heterogéneos glicerol a acroleína, que es un interme-
algunas trazas metálicas podrían tener es un tema común cuando se aborda el diario importante en la industria quími-
un efecto sobre la reactividad del sis- mejoramiento de la fase gaseosa de las ca. La primera estrategia incluye ajustar
tema, pero será necesario realizar más moléculas plataforma derivadas de bio- la acidez del catalizador, un parámetro
investigaciones para desentrañar clara- masa. Los compuestos oxigenados deri- crítico para la reacción de conversión.
mente la naturaleza y el alcance de su vados de biomasa exhiben una elevada Efectivamente, el catalizador debe ser
acción. Finalmente, entre los cataliza- reactividad, que puede conducir a reac- lo suficientemente ácido para permitir
dores estudiados, el basado en Pd resul- ciones de polimerización descontroladas la reacción de doble deshidratación del
tó ser el más tolerante a las impurezas entre los intermediarios químicos. Esas glicerol en acroleína, pero no demasiado
de la glicerina. Para continuar, resulta- reacciones producen compuestos carbo- ácido, ya que podría promover la forma-
ría interesante investigar los efectos de nados, conocidos como “coques” que se ción indeseada de coques.
las impurezas sobre los sistemas bime- adhieren químicamente a la superficie de
tálicos y/o cuando se utilizan soportes los catalizadores, bloqueando los sitios El equilibrio requerido fue logrado con
alternativos (distintos a la alúmina), ya activos y que degradan drásticamente el diseño de un catalizador compuesto
que esto podría contribuir a que poda- los desempeños catalíticos. Otro factor basado en una fase ácida activa relati-

A&G 102 • Tomo XXVI • Vol. 1 • 130-134 • (2016) 133