Valoración económica del pentano mediante deshidrogenación oxidativa

RESUMEN: En este documento se presenta la investigación doctoral basada en la siguiente hipótesis: La deshidrogenación oxidativa de pentano para producir penteno se puede favorecer cuando se usa N2O como agente oxidante y FeZSM-5 como catalizador bifuncional. La bifuncionalidad del catalizador FeZSM-5 está representada por la existencia de sitios ácidos que catalizan la deshidrogenación y sitios a que activan el N2O. El oxígeno y el hidrógeno que se producen en la descomposición de N2O y en la deshidrogenación, respectivamente, reaccionarán para formar agua, desplazando el equilibrio hacia la producción de penteno y N2. Además, esta reacción exotérmica proveerá parte de la energía requerida por la deshidrogenación, disminuyendo de esta forma el consumo energético. Se espera que este catalizador sea tan eficiente como los usados en los procesos industriales actuales para deshidrogenar C3 y C4, pero más estable y, que además permita operar bajo condiciones de reacción moderadas

Extraction and characterization of cardamom oil (Elettaria cardamomum)

RESUMEN: El cardamomo (Elettaria cardamomum) es un producto agrícola con potencial industrial y comercial. En este artículo se reportan los resultados encontrados en la investigación para la extracción del aceite esencial de cardamomo, evaluando tres métodos: arrastre con vapor, hidrodestilación y extracción con solventes. Los componentes del aceite se identificaron y cuantificaron por técnicas de cromatografía gaseosa asociada con espectrometría de masas y detector TCD. Los rendimientos obtenidos están alrededor del 4.7% para arrastre con vapor, 3.7% para hidrodestilación, y 6.5% para extracción con solventes. Los pricipales compuestos identificados son: cineol, acetato de terpinilo, linalol y β-pineno. No se detectó agua en las muestras de aceite, y la concentración máxima de solvente residual en el aceite fue de 72.4 p.p.m. Los resultados obtenidos permiten determinar las principales variables operacionales para dimensionar una planta piloto para extracción del aceite. Palabras clave: Aceite de cardamomo, Arrastre con vapor, Hidrodestilación, Extracción con solventes, Productos naturales.ABSTARCT: Cardamom (Elettaria cardamomum) is an agricultural product with high industrial and commercial potential. Results on the extraction of essential oil of cardamom are reported. Three extraction techniques were studied: steam distillation, hydrodistillation and extraction with solvents. The components of the oil were identified and quantified by gas chromatography with mass and TCD detectors, respectively. The obtained yields were 4,7% by steam distillation, 3.7% by hydrodistillation, and 6,5% by extraction with solvents. The main identified compounds were: cineol, terpinyl acetate, linalol and β-pinene. Results show that there is not water in the oil sample, and the maximum concentration of residual solvent in the oil is 72,4 p.p.m. The obtained results allow to determine the main operational variables to perform the basic desing of a pilot plant for extraction of the oil. Keywords: Cardamom oil, Vapor distillation, Hydrodistillation, Extraction with solvent, Natural products

Textural and chemical characterization of crystalline ti-sio2 catalysts used in the epoxidation of fatty esters

RESUMEN: Centros discretos de TiIV dispersos en una matriz de SiO2 actúan como fuertes aceptores de electrones por lo cual son útiles para la activación de moléculas o funciones químicas densas en electrones. La cantidad de estos centros, su dispersión, accesibilidad y coordinación, determinan su eficiencia química; para determinar estas propiedades, varios materiales Ti-MCM-41 se caracterizaron mediante DRX, FTIR, UV-Vis e isotermas de adsorción de N2; también se determinaron la cristalinidad, porosidad y superficie específica de la matriz SiO2 permitiendo correlacionar el ambiente fisicoquímico del titanio y las propiedades texturales del catalizador, con su efectividad en la activación de enlaces O-O presentes en moléculas tipo peróxidos, usados en la epoxidación de aceites vegetales. Los resultados sugieren que la presencia de poros cristalinos, en la epoxidación del metiléster del ácido oleico con TBHP y catalizada con Ti-MCM-41, no es necesaria, puesto que la reacción ocurre principalmente en el área externa a los poros. Lo realmente importante es tener centros de Ti finamente dispersos sobre una área superficial alta y accesible. Por otro lado, la temperatura de reacción deber estar por debajo de 70°C para minimizar la formación de subproductos (cetona). Palabras clave: Ti-SiO2, Ti-MCM-41, epoxidación, aceites.ABSTARCT: Discrete TiIV centers dispersed in a SiO2 matrix acts as strong electron acceptors, therefore, they are useful in activating molecules or moieties which are electron-rich. The amount, dispersion, accessibility and coordination of these centers determine their chemical efficiency. Several Ti-MCM-41 materials where characterized using DRX, FT-IR, UV-Vis and nitrogen adsorption to evaluate the dispersion, coordination and accessibility of Ti centers as well as the crystallinity, porosity and surface area of the SiO2 matrix. This study allows a correlation between the chemical environment of titanium, textural properties of the catalyst and its performance in the activation of O-O bonds present in peroxides, used for the epoxidation of plant oils. Results suggest that the presence of crystalline pores, in the epoxidation of oleic acid methylester with TBHP catalyzed by Ti-MCM-41, is not necessary, because the reaction occurs in large extension on the external surface area. The important issue is to have the titanium centers finely dispersed on a relatively high surface area. Temperature should be below 70°C to minimize the ketone formation. Keywords: Ti-SiO2, Ti-MCM-41, epoxidation, oils

Production of anhydrous ethanol by extractive distillation with salt effect

RESUMEN: Se presentan los resultados sobre la destilación extractiva de mezclas etanol-agua con polialcohol PAW y las sales CaCl2 y KCOOCH3 disueltas en él, utilizando una relación volumétrica 1:1 de etanol–agua a polialcohol y una concentración de 0.1 g/mL de sal en el polialcohol. Se encontró que el polialcohol PAW modificó el comportamiento azeotrópico de la mezcla etanol–agua según el tipo de sal usada y que presenta ventajas respecto a otros agentes de separación anteriormente reportados, desde el punto de vista de manipulación, costos y grado de modificación del azeótropo agua-etanol. Se propone un proceso industrial de destilación extractiva con sales disueltas en polialcohol PAW, que podría competir con los métodos tradicionales para producir etanol absoluto; el cual modificaría las volatilidades relativas de la mezcla, mejorando la eficiencia de separación, disminuyendo el consumo de energía, tamaño y costo de equipos, evitando problemas de corrosión y manejo de sólidos frecuentes en otros procesos.ABSTARCT: The results about extractive distillation of water-ethanol mixtures with PAW polyalcohol containing CaCl2 and KCOOCH3 salts disolved in the polyalcohol, using a unitary volumetric relation waterethanol mixture to polyalcohol and a concentration of 0.1 g/mL of each salt in the polyalcohol are presented. It was found that the polyalcohol PAW modified the water-ethanol azeotropic behavior as a function of the salt used. The PAW polyalcohol showed advantages concerning other separation agents previously used from standpoint of costs and water-ethanol azeotrope modification. A new extractive distillation industrial process using PAW polyalcohol disolved salts is proposed; it would modified the relative volatilities of the mixture, improving separation efficiency, diminishing energy requirements, size and equipment costs, avoiding solids handling and corrosion which are frecuently found in conventional separation processes

Caracterización Textural Y Química De Catalizadores TI-SIO2 Cristalinos Usados En La Epoxidación De Ésteres Grasos

Discrete TiIV centers dispersed in a SiO2 matrix acts as strong electron acceptors, therefore, they are useful in activating molecules or moieties which are electron-rich. The amount, dispersion, accessibility and coordination of these centers determine their chemical efficiency. Several Ti-MCM-41 materials where characterized using DRX, FT-IR, UV-Vis and nitrogen adsorption to evaluate the dispersion, coordination and accessibility of Ti centers as well as the crystallinity, porosity and surface area of the SiO2 matrix. This study allows a correlation between the chemical environment of titanium, textural properties of the catalyst and its performance in the activation of O-O bonds present in peroxides, used for the epoxidation of plant oils. Results suggest that the presence of crystalline pores, in the epoxidation of oleic acid methylester with TBHP catalyzed by Ti-MCM-41, is not necessary, because the reaction occurs in large extension on the external surface area. The important issue is to have the titanium centers finely dispersed on a relatively high surface area. Temperature should be below 70°C to minimize the ketone formation.Centros discretos de TiIV dispersos en una matriz de SiO2 actúan como fuertes aceptores de electrones por lo cual son útiles para la activación de moléculas o funciones químicas densas en electrones. La cantidad de estos centros, su dispersión, accesibilidad y coordinación, determinan su eficiencia química; para determinar estas propiedades, varios materiales Ti-MCM-41 se caracterizaron mediante DRX, FTIR, UV-Vis e isotermas de adsorción de N2; también se determinaron la cristalinidad, porosidad y superficie específica de la matriz SiO2 permitiendo correlacionar el ambiente fisicoquímico del titanio y las propiedades texturales del catalizador, con su efectividad en la activación de enlaces O-O presentes en moléculas tipo peróxidos, usados en la epoxidación de aceites vegetales. Los resultados sugieren que la presencia de poros cristalinos, en la epoxidación del metiléster del ácido oleico con TBHP y catalizada con Ti-MCM-41, no es necesaria, puesto que la reacción ocurre principalmente en el área externa a los poros. Lo realmente importante es tener centros de Ti finamente dispersos sobre una área superficial alta y accesible. Por otro lado, la temperatura de reacción deber estar por debajo de 70°C para minimizar la formación de subproductos (cetona)