Catalytic Dehydration of Glycerine to Acrolein

The biodiesel production yields glycerine as a by-product in quantities around 10 vol% of produced biodiesel. Acrolein can be obtained from glycerine by a dehydration reaction. Catalytic processes in gas phase have been developed to obtain acrolein from a renewable feedstock using heterogeneous catalysts. The main process variables are the reaction temperature, the concentration of glycerol in water, and the space velocity in fixed-bed reactors. A thermodynamic study of the equilibrium has been made to estimate the conversion to equilibrium as a function of temperature. The reactors have been heated usually between 523 and 603 K. Generally, an aqueous glycerol solution is preheated in a preheating zone at a temperature enough to vaporize the feedstock, between 473 and 533 K, depending on the concentration of reactant required in the feed. Some of the most active catalysts in the gas-phase reaction (yield >70%) were NH4-La-β zeolite, Pd/LaY zeolite, hierarchical ZSM-5, WO3/ZrO2, WO3/TiO2, ZrOx-NbOx, WOx-NbOx, WO3-SiO2/ZrO2, NbOx-WOx/Al2O3, H3PO4-MCM-41, SAPO-40, NbPSi, Pd-H3PW12O40/Zr-MCM-41, H3PW12O40/Cs-SBA-15, H3PW12O40/Nb2O5, Cs-doped H4SiW12O40/Al2O3, H4SiW12O40/TiO2, and H4SiW12O40/SiO2

Simulación del proceso de separación de acroleína presente en una mezcla multicomponente vía Aspen Plus

Actualmente, en la industria química se presentan diferentes problemas de separación de mezclas multicomponentes, los métodos comúnmente empleados son destilación, absorción, extracción líquido-líquido, etc. El presente trabajo se centra en la destilación, ya que la destilación es el proceso más empleado para la separación de mezclas, el predominio de la destilación sobre otras operaciones unitarias de separación de mezclas obedece fundamentalmente a que se trata de la operación que permite la mayor velocidad de transferencia de masa. El objetivo de este trabajo es realizar el diseño del proceso de separación de la acroleína de una mezcla multicomponente, que permita obtener una pureza de acroleína mayor al 90% mol y llevar a cabo la simulación del proceso de separación con el simulador comercial Aspen Plus. La acroleína se separa de la mezcla multicomponente Agua-Acroleína-Hidroxiacetona-Acetaldehído-Formaldehído que se obtiene a partir de la deshidratación del glicerol.Now, in the chemical industry exist different difficulties of separation of multicomponent mixtures, the process commonly used are distillation, absorption, liquid-liquid extraction, etc. The present work regard on distillation, since the distillation is the most used process for the separation of mixtures, the acceptance of distillation over other unit operations of mixtures separation, submits to the greater speed of mass transfer. The focus of this work is to design the separation process of acrolein from a multicomponent mixture with a purity greater than 90% mol and develop the simulation of process separation by a commercial simulator Aspen Plus. The acrolein is separated from the multicomponent mixture Water-Acrolein- Hydroxyacetone-Acetaldehyde- Formaldehyde which is obtained from the dehydration of glycerol

Simulación de la separación de la 3 metil-piridina en una columna de destilación Batch utilizando Aspen

La destilación sigue siendo el proceso de separación más utilizado para la separación de los componentes de una mezcla, cuando los componentes presentan diferencia en sus puntos de ebullición. Durante el proceso, una fase líquida se pone en contacto con una fase vapor, produciéndose una transferencia de masa entre ambas fases, con el efecto, de que en el destilado se concentran los componentes más volátiles, en este caso la Piridina, mientras que en el residuo los menos volátiles, la 3-metilpiridina. En el presente trabajo muestran resultados de las condiciones de operación que permitieron separar la mezcla piridina-3 metilpiridina y obtener una pureza mayor al 98% de la 3-metilpiridina en una columna de destilación batch.Distillation is the separation process most used for the separation of the components of a mixture, when the components present difference in their boiling points. During the process, a liquid phase is brought into contact with a vapor phase, producing a mass transfer between both phases, with the effect that the most volatile component is concentrated in the distillate, in this case the pyridine, while in the waste is the les volatile, 3-methylpyridine. In the present work examine the operation conditions that allow to separate the pyridine-3 methylpyridine mixture and obtain a purity higher than 98% of the 3-methylpyridine in a batch distillation column

Sistemas CaO-CuO y MgO-CuO para la adsorción de dióxido de carbono

Se empleó óxido de cobre en composición variable depositado en soportes de óxido de calcio y de óxido de magnesio con la finalidad de sintetizar materiales, capaces de efectuar la adsorción de dióxido de carbono. Los prototipos YOS01 a YOS04, de composiciones 5 a 30% de CuO fueron sintetizadas mediante el método de impregnación, a partir de CaO y (Cu(NO₃)₂·3H₂O), igualmente fueron sintetizados los prototipos YOS05 a YOS08, de composiciones 5 a 30 % de cobre a partir de MgO, controlando variables como: el tiempo de contacto, temperaturas de síntesis y de calcinación. Los prototipos fueron caracterizados por diferentes técnicas tales como: Volumetría dinámica de adsorción, difracción de rayos-X y área específica BJH. Los resultados indican que la adsorción de CO₂ está directamente relacionada con la composición o carga de Cu, con la distribución de sitios activos en el soporte y con la estructura porosa de los materiales sintetizados.Deposited copper in variable composition oxide was used in supports of oxide of calcium and magnesium oxide in order to synthesize materials, capable of performing the adsorption of carbon dioxide. The prototype materials YOS01 to YOS04, from 5 to 30% of CuO compositions were synthesized by the method of impregnation, from CaO and (Cu(NO₃)₂·3H₂O), also were synthesized prototypes YOS05 a YOS08 of compositions 5 to 30% copper from MgO, controlling variables such as: the time of contact, synthesis and calcination temperatures. The prototypes were characterized by different techniques such as: volumetry dynamic of adsorption, diffraction of X-rays and area specific BJH. The results indicate that the adsorption of CO₂ is directly related with the composition or load of Cu, with the distribution of sites active in the support and with the structure porous of them materials synthesized

Evaluación de óxido de calcio promovido con cobre para la adsorción de dióxido de carbono

Se empleó óxido de Cobre en composición variable depositado en soportes de óxido de calcio; con la finalidad de cuantificar la adsorción de dióxido de carbono. Las muestras se sintetizaron mediante el método de impregnación, mediante agitación mecánica por contacto en solución acuosa de la sal precursora del metal (Cu(NO₃)₂·3H₂O), controlando variables como la temperatura de calcinación, agitación y tiempo de contacto. Se caracterizaron por diferentes técnicas como: Microscopía electrónica de barrido (SEM), Espectroscopía de energía dispersiva (EDS), análisis de área específica y volumetría dinámica de adsorción.Copper oxide deposited on supports variable composition of calcium oxide was employed; in order to quantify carbon dioxide adsorption. Samples were synthesized by the method of impregnation, through mechanical agitation by contact in aqueous solution of precursor salt of the metal (Cu(NO₃)₂·3H₂O), controlling variables such as temperature of calcining, agitation and contact time. They were characterized by different techniques such as: scanning electron microscopy (SEM), spectroscopy, energy dispersive (EDS), specific area and dynamic volumetric analysis of adsorption

Obtención de estireno a partir de residuos de poliestireno expandido mediante pirolisis catalítica

En este trabajo se estudió un proceso de pirolisis catalítica que permite transformar los residuos de poliestireno expandido a su monómero de estireno, con la finalidad de ser reutilizado en la industria del poliestireno para la fabricación de nuevos productos y, de esta manera, efectuar su reciclaje. El poliestireno, a diferencia de otros polímeros, tiene un gran potencial para producir su monómero a través de un proceso de pirolisis y es posible aumentar su rendimiento utilizando un catalizador adecuado. Debido a la baja densidad del poliestireno expandido (0.012 g/mL) es necesario reducir su volumen, disolviéndolo en un solvente apropiado. Los criterios para seleccionar el solvente fueron: buena solubilidad del poliestireno, no estar clasificado como tóxico, tener bajo costo y disponibilidad en el mercado. Se realizaron pruebas con diferentes catalizadores básicos para determinar cuál es el que proporciona el mejor rendimiento. Se determinó la cinética de la reacción de pirolisis del poliestireno expandido.In this work it was studied a catalytic pyrolysis process that allows to transform waste expanded polystyrene to its styrene monomer, in order to be reused in the polystyrene industry for the manufacture of new products and, in this way, to carry out its recycling. Polystyrene, unlike other polymers, has great potential to produce its monomer through a pyrolysis process and it is possible to increase its yield using a suitable catalyst. Due to the low density of expanded polystyrene (0.012 g/mL) it is necessary to reduce its volume, dissolving it into an appropriate solvent. The criteria for selecting the solvent were: polystyrene good solubility, not being classified as toxic, having low cost and availability in the market. Tests were performed with different basic catalysts to determine which one provides the best yield. The kinetics of expanded polystyrene pyrolysis reaction were determined

Remoción de As(III) mediante adsorción por hidrotalcita calcinada Mg/Al

Se sintetizó un material tipo hidrotalcita Mg/Al, utilizando el método de coprecipitación, el material fue caracterizado en su forma calcinada de óxidos mixtos por difracción de rayos X (DRX), Espectroscopía infrarroja (FT-IR) y microscopía electrónica de barrido/espectroscopía de energía dispersiva de rayos X (SEM-EDS). Se obtuvieron materiales con estructura ordenada y típica de los materiales tipo hidrotalcita, cuya forma calcinada fue empleada en experimentos de remoción de As(III) de agua contaminada a nivel laboratorio con concentraciones de 500μg/l y 1000μg/l. Los resultados demostraron una remoción de hasta 97.4%, con una capacidad de adsorción de hasta 1.5 mg de arsénico por gramo de hidrotalcita, lo que permite considerar a estos materiales en procesos de tratamiento de agua rica en arsénico tanto de fuentes naturales como industriales.An hydrotalcite type material Mg/Al was synthesized using the co-precipitation method, the hydrotalcite and its calcined form of mixed oxides were characterized by X-ray difraction, Fourier transform infrared and Scanning electron microscopy. Materials with ordered structure and typical of hydrotalcites were obtained and applied in its calcinated form in As(III) removal tests from in-laboratory contaminated water with level concentrations of 500μg/l and 1000μg/l. The results showed a removal capacity up to 97.4%, with an uptake capacity up to 1.5 milligrams of arsenic per gram of hydrotalcite, which allows to consider these materials in high levels of arsenic water treatments processes from both natural and industrial sources

Hidrotalcita Zn/Al dopada con vanadio como catalizador en la reacción de Hantzsch

Se sintetizó un material tipo hidrotalcita Zn/Al dopado con vanadio por impregnación incipiente, el material fue caracterizado por DRX, FT-IR y SEM-EDS. Se obtuvo un material con estructura ordenada y típica de una hidrotalcita con un contenido de vanadio del 5.94% peso, que fue un catalizador eficiente en la síntesis de una dihidropiridina mediante la reacción de Hantzsch.A Zn/Al hydrotalcite type material was synthesized and doped with vanadium by incipient impregnation method, the material was characterized by XRD, FT-IR and SEM-EDS. An ordered material was obtained with the typical structure of a hydrotalcite containing 5.94% wt. of vanadium, which was an efficient catalyst in the synthesis of a dihydropyridine by a Hantzsch reaction

Estudio de catalizadores monolíticos de Ag/Al₂O₃ y catalizadores monolíticos bimetálicos de Pt-Ag/Al₂O₃ promovidos con WOx

Se estudiaron catalizadores monolíticos de Ag/Al₂O₃y catalizadores monolíticos bimetálicos de Pt-Ag/Al₂O₃ promovidos con WOx como una de de las altermativas para la eliminacion de NOx basándose en la reducción catalítica selectiva (HC-SCR) usando un hidrocarburo como agente reductor. Se utilizó γ-Al₂O₃ preparada por coprecipitacion, misma que fue depositada sobre el monolito de cordierita comercial. Estos materiales catalíticos se caracterizaron por análisis térmico gravimétrico (TGA), textura y área BET, cristalinidad por difracción de rayos-X (XRD), la morfología cristalina por microscopia electrónica de barrido (SEM/EDS) y la cantidad de Pt y Ag dispersos sobre el soporte fueron determinados por quimisorción de hidrógeno. Por difracción de rayos-X, el catalizador 0.1%Pt-2%Ag/γ-Al₂O₃ mostró que contenía óxido de plata (AgO₂), asimismo se observaron agrupaciones esféricas por SEM y se observó una concentración de Ag (2.40%) por EDS. Todos los catalizadores también resultaron ser activos en la combustión de CO y propano, hacia la formación de CO₂.Monolithic catalysts Ag/Al₂O3 and bimetallic monolithic catalysts Pt-Ag/Al₂O₃ promoted with WOx as one of the altermatives for removal of NOx based on the selective catalytic reduction (HC-SCR) using a hydrocarbon as a reducing agent were studied. It was used γ-Al₂O₃ prepared by coprecipitation, same that was deposited on the monolith commercial cordierite. These catalytic materials were characterized by thermal gravimetric analysis (TGA), texture and BET area, crystallinity by diffraction X-ray (XRD), crystal morphology by scanning electron microscopy (SEM/EDS) and the amount of Pt and Ag dispersed on the support they were determined by hydrogen chemisorption. By X-rays, the catalyst 0.1%Pt-2%Ag /γ-Al₂O₃showed that it contained silver oxide (AgO₂), also spherical clusters were observed by SEM and a concentration of Ag (2.40%) was observed by EDS. All catalysts also proved active in CO combustion and propane, to the formation of CO₂

Estudio teórico-experimental de la adsorción en estado acuoso de arsénico sobre la MOF FeBTC

Con el objetivo de combatir la contaminación de metales pesados en el agua, en este trabajo se proponen dos materiales tipo MOF, la FeBTC y el compósito de FeBTC incorporado con nanopartículas de magnetita (Fe₃O₄-FeBTC), ambos sintetizados mediante el método simple en síntesis solvotermal. La obtención de estos materiales se confirmó mediante su caracterización por difracción de rayos-X, espectroscopia infrarroja, espectroscopia Raman y adsorción-desorción de nitrógeno. Los estudios cinéticos demostraron una buena descripción del fenómeno mediante el modelo de pseudo-segundo orden con un tiempo de equilibro alrededor de 100 min. A través de las isotermas de adsorción se determinó una transición energética de la superficie que favorece el proceso de adsorción al ser incorporadas nanopartículas de magnetita. Posteriormente, fue posible concluir que el fenómeno de fisisorción del metal en ambas MOF es quien gobierna el proceso. Lo anterior se confirmó al realizar el estudio termodinámico y fue corroborado mediante los ciclos de reutilización de los materiales y recuperación del metal. Finalmente, los estudios teóricos demuestran una interacción de la molécula de arsenito en los centros metálicos expuestos, evidencia confirmada mediante la caracterización después del proceso de adsorción mediante espectroscopia Raman.The principal objective of this work is to combat heavy metal contamination in water. Therefore, we propose two MOF-type materials FeBTC and the FeBTC composite, incorporated with magnetite nanoparticles (Fe₃O₄-FeBTC). Both synthesized employing the simple method in solvothermal synthesis. Their characterizationconfirmed obtaining these materials through X-ray diffraction, infrared spectroscopy, Raman spectroscopy and nitrogen adsorption-desorption. The kinetic studies demonstrated a good description of the phenomenon using the pseudosecond- order model with an equilibration time of around 100 min. Through the adsorption isotherms, an energy transition of the surface was determined that favors the adsorption process when the magnetite nanoparticles were incorporated. Subsequently, we concluded that the metal physisorption in both MOFs governs the process by conducting the thermodynamic study. Also, we corroborated this one through the cycles of reuse of materials and recovery of the metal. Finally, theoretical studies demonstrate an arsenite molecule interaction in the exposed metal centers, evidence confirmed by characterization after the adsorption process by Raman spectroscopy