Utilización de ceniza volante y catalizador fcc gastado en la recuperación de cromo (iii) de los efluentes líquidos de las curtiembres

El presente trabajo estudia la posibilidad de utilizar dos desechos sólidos industriales: la ceniza volante de TERMOPAIPA y el catalizador de equilibrio gastado (FCC) de ECOPETROL, en la remoción y recuperación de cromo de los efluentes líquidos de las curtiembres. La ceniza volante se sometió a dos tratamientos hidrotérmicos alcalinos para obtener estructuras zeolíticas de mejores propiedades, y el catalizador gastado se calcinó para eliminar el coque de su superficie. La caracterización de los sólidos que se obtuvieron luego de los tratamientos incluyó DRX, área BET y CEC. Se estandarizó un método colorimétrico para la determinación de cromo en solución y se implementó un diseño de experimentos del tipo superficies de respuesta para encontrar las condiciones óptimas de remoción. El absorbente más eficiente fue la ceniza volante tratada con la mayor concentración de NaOH, y sus condiciones óptimas de remoción de cromo fueron 36ºC, 58 minutos, pH de 5.9 y una relación sólido a solución de 31% p/v. En la reutilización se encontró que las dos cenizas volantes tratadas se saturan con 6 ciclos de uso, mientras que la ceniza original y el catalizador FCC se saturan en la segunda vez. La recuperación de cromo desde el absorbente se intentó con cuatro agentes desorbentes, de los cuales el mejor fue el H2SO4 0.6 M. Finalmente, las pruebas de campo realizadas demostraron que la eficiencia de la remoción disminuye por el efecto de otros contaminantes y que depende de la concentración inicial de la solución.The present work studies the possibility of using two solid industrial wastes TERMOPAIPA's fly ash and ECOPETROL's alkaline hydrothermal treatments for obtaining zeolytic structures having better propierties; waste catalyser was calcined for eliminatin surface coke. Solids were characterised following treatment including DRX, BET area and CEC. A colorimetric method was standardised for determining chrome in solution; a response surface experimental design was implemented for finding optimum removal conditions. The most efficient adsorbent was fly ash treated with increased NaOH concentration; optimum condictions for removing chrome were: 58 minutes at 36ºC, 5.9 pH and 31% w/v solid removal. When reused, it was found that the two batches of treated fly ash became saturated following 6 cycles of use, whilst original ash and FCC Catalyser became saturated the second time they were used. Four de-absorbent agents were used for recovering chrome from adsorbent product H2SO4 0.6M being the best. Field trials showed that removal efficiency became reduced by the effect of other contaminantsm depending on the solution's initial concentration

Influencia de la impregnación con aluminio al(no3)3 en la zeolita (beta) sobre la acidez.

La modificación por impregnación con solución de Al(NO3)3 se llevó a cabo sobre la zeolita beta, incrementando en 0.05% el contenido de aluminio (%w/w) desde 0.00% hasta 0.25% paralelamente, se realizó una modificación con ácido sulfúrico al 0.05%. Se usó metanol como agente dispersante en todos los casos. Los análisis empleados para la caracterización de los catalizadores fueron: capacidad de intercambio catiónico, quimisorción de amoníaco, microscopia electrónica de barrido, difracción de rayos X, espectroscopía infrarroja, absorción atómica, titulación con hidróxido de sodio y fisiadsorción de nitrógeno a 77K. Adicionalmente, se probó cada uno de los catalizadores en la reacción de esterificación de ácido acético con etanol para observar el efecto de la impregnación sobre la actividad catalítica.Beta zeolite was impregnated with [ Al(NO3)3], increasing the aluminium content in increments of 0.05% from 0.00% to 0.25%. A parallel treatment with 0.05% sulphuric acid was also performed; in both cases, methanol was used as solvent (disperse phase). Cation exchange capacity (CEC), ammonia chemisorption, infrared spectroscopy (FIT-IR), scanning electronic microscopy (SEM), X-Ray powder diffraction (XRD), atomic absorption spectroscopy (AAS), titration with sodium hydroxide and nitrogen physisorption at 77K were used to carry out the physical and chemical characterization of the catalysts. Futhermore, the catalysts were employed in the esterification of ethanol with acetic acid, to quantify the effect of aluminium impregnation over the beta zeolite

Producción de ésteres etílicos a partir de aceite de palma rbd

Este trabajo desarrolla una metodología para la obtención de ésteres etílicos del aceite de palma RBD (refinado, blanqueado y desodorizado), evaluando la fase de transesterificación del aceite y la de separación. En la primera etapa se probaron dos catalizadores (KOH y NaOH), y se estudió el efecto de la presencia de agua en el me-dio. En la segunda parte se evaluó el proceso de separación utilizando agua y mezclas agua-sal, agua-ácidos, estableciendo cual de ellos ofrece mejores resultados, y las condiciones adecuadas para llevar a cabo la etapa mencionada. Se caracterizaron las materias primas y productos para comparar estos últimos con los obtenidos de la forma tradicional y comprobar la calidad de los ésteres producidos. Se encontró que las diferencias entre ambos son mínimas, por lo que la metodología propuesta permite utilizar los ésteres como materia prima en aplicaciones de la industria oleoquímica. Por otra parte, se puede conseguir un proceso más rentable al utilizado actualmente, dadas las cantidades de agente de separación (solución de H3PO4 al 1% en agua). El proceso global alcanzó un rendimiento de 74,4%, con base en el aceite utilizado.This work develops a methodology for obtaining ethyl esters from RBD (refined, bleached and deodorised) palm oil by evaluating the oil’s transesterification and separation. Two catalysts were first tested (KOH and NaOH) by studying the effect of water presence on the reaction. The separation process was then evaluated by using water and water-salt and water-acid mixtures, establishing the agent offering the best results and carrying out the purification stage. Raw materials and products were characterised for comparing the latter with those obtained by traditional means and verifying the quality of the esters so produced; minimum differences were found bet-ween both. The proposed methodology thus allows esters to be used as raw material in petrochemical industry applications. A more profitable process can be obtained compared to those used today, given the amounts of separation agent so established (1% H3PO4 solution, in water). The overall process achieved 74.4% yield, based on the oil being used

Hydrodynamic effects asociated to methyl ester sulphonation in falling film reactors

Falling film reactors (FFR) are widely used in industry, mainly in those processes which require an efficient heat exchange. Although, these devices have been studied for several years, there is not yet a full understanding of their behavior. This is due to the fact that the performance of the FFRs can be easily influenced by hydrodynamic factors which affect transport phenomena in the reactor. In this study, an experimental analysis of hydrodynamic factors influencing a FFR is presented, paying special attention to hydrodynamic phenomena such as the phases’ flow regimens and the residence time for the sulphonation of methyl ester (ME) from palm oil with SO3. The results show that along with the SO3/ME ratio the hydrodynamic of both phases (gas and liquid) present in the reactor have a strong influence over the sulphonation efficienc

Estudio cinético de la sulfonación de ésteres metílicos derivados de la estearina de palma

The methyl esters as an alternative to oil-chemical compounds, is an feedstock to manufacture of detergents, polymers, coatings, cosmetics, paints and other substances, establishing them the palm oil transformation like a productive chain with multiple applications at the industry level. Biological properties of biodiesel (methyl ester) sulfonated allow to develop low toxicity detergents to the environment, they are a renewable source of raw material, and with its development it is possible to take advantage of a national sources of knowledge and employment. Methyl esters sulfonation is a reaction highly exothermic, where reaction velocity determines the charge of heat, which should be dissipated by reactor. Therefore, it is important for sulfonation reactor design and its mathematical modelling. In this investigation, a kinetic study for methyl ester from palm oil stearin with sulfur trioxide SO3 sulfonation is presented, whereby with experimental techniques, it was possible to obtain a kinetic expression for reaction velocity. Tests in the laboratory allowed the deduction of a second-order kinetics for the reaction mechanism proposed, the reaction rate described adequately with SO3 sulfonation of methyl esters derived from hydrogenated palm stearin. It was observed second order kinetics of the reaction for the overall process of sulfonation with SO3 methyl esters. Los ésteres metílicos como alternativa oleoquímica permiten sintetizar compuestos para la fabricación de detergentes, polímeros, recubrimientos, cosméticos, pinturas y otras sustancias. Así, la transformación del aceite de palma se establece como una cadena productiva con múltiples aplicaciones industriales. Las propiedades biológicas del éster metílico sulfonado, derivado del aceite de palma, permiten desarrollar detergentes de baja toxicidad al medio ambiente, son una fuente renovable de materia prima, y con su desarrollo se explota este recurso nacional; se generan así conocimiento y fuentes adicionales de trabajo. La sulfonación de ésteres metílicos es una reacción altamente exotérmica en la que la velocidad de reacción determina la carga térmica que debe disipar el reactor, y por tanto es trascendental para el diseño del reactor de sulfonación y su modelamiento matemático. Mediante técnicas instrumentales se estableció una expresión cinética para la velocidad de reacción. Los ensayos realizados en el laboratorio permitieron la deducción de una cinética de segundo orden para el mecanismo de reacción propuesto; esta velocidad de reacción describe adecuadamente la sulfonación con SO3 de ésteres metílicos derivados de la estearina hidrogenada de palma. Se verificó la cinética de segundo orden de la reacción global del proceso de sulfonación de ésteres metílicos con SO3. 

An Ensemble Framework Coping with Instability in the Gene Selection Process

[EN] This paper proposes an ensemble framework for gene selection, which is aimed at addressing instability problems presented in the gene filtering task. The complex process of gene selection from gene expression data faces different instability problems from the informative gene subsets found by different filter methods. This makes the identification of significant genes by the experts difficult. The instability of results can come from filter methods, gene classifier methods, different datasets of the same disease and multiple valid groups of biomarkers. Even though there is a wide number of proposals, the complexity imposed by this problem remains a challenge today. This work proposes a framework involving five stages of gene filtering to discover biomarkers for diagnosis and classification tasks. This framework performs a process of stable feature selection, facing the problems above and, thus, providing a more suitable and reliable solution for clinical and research purposes. Our proposal involves a process of multistage gene filtering, in which several ensemble strategies for gene selection were added in such a way that different classifiers simultaneously assess gene subsets to face instability. Firstly, we apply an ensemble of recent gene selection methods to obtain diversity in the genes found (stability according to filter methods). Next, we apply an ensemble of known classifiers to filter genes relevant to all classifiers at a time (stability according to classification methods). The achieved results were evaluated in two different datasets of the same disease (pancreatic ductal adenocarcinoma), in search of stability according to the disease, for which promising results were achieved

Síntesis sol-gel de catalizadores de hierro soportados sobre sílice y titania para la oxidación selectiva de metano hasta formaldehído

Materiales de hierro soportados sobre sílice y titania fueron obtenidos por el método sol-gel para evaluar su activi-dad catalítica en la reacción de oxidación selectiva de metano hasta formaldehído. Se prepararon cuatro (4) catali-zadores, uno del soporte de sílice (catalizador 1S), otro para el soporte de titania (catalizador 1T) y los dos (2) restantes con carga de hierro de 0,5% en peso, para el soportado en sílice (catalizador 2FS) y para el soportado so-bre titania (catalizador 2FT). Las mayores áreas superficiales BET se obtienen para los materiales de sílice, cataliza-dores 1S y 2FS con valores de 659 y 850 m2/g respectivamente, mientras que los catalizadores sobre titania 1T y 2FT presentaron áreas de 65 y 54 m2/g respectivamente. Los análisis de microscopia electrónica de barrido y trans-misión muestran estructuras amorfas en el caso del soporte de sílice, mientras que para el soporte de titania los materiales son densos con estructura definida. El análisis de difracción de rayos X confirma la estructura amorfa de los materiales preparados con sílice y presenta la estructura de la anatasa para los materiales de titania. Los experi-mentos de reducción a temperatura programada muestran para los catalizadores 1S y 2FS ausencia de especies potencialmente reducibles, y para el caso de los catalizadores 1T y 2FT se presentan picos de consumo de hidró-geno que para el caso del 2FT están relacionados con la reducción de Fe3O4 hasta α-Fe vía intermedio de FexO. La espectroscopia Fotoelectrónica de rayos X confirma la presencia de Fe(III) con el valor de la energía de enlace en 710,6 e.V tanto para el catalizador 2FS como para el 2FT. La actividad catalítica se realiza a presión atmosférica en reactor de cuarzo, mezcla de reacción CH4/O2/N2 =7,5/1/4, intervalo de temperatura 400-800°C. Los produc-tos de reacción se analizan por cromatografía de gases con columnas Hayesep R y T y tamiz molecular de 5Å. La mejor respuesta para la oxidación del metano hasta formaldehído la presenta el catalizador 2FS, con un porcentaje de conversión de metano de 3,4% mol a 650°C, selectividad al formaldehído de 11,9% mol y rendimiento de 0,021 g HCHO/Kg catalizador.Iron materials supported on silica were prepared by the sol-gel method for evaluating catalytic activity in selective o-xidation of methane to formaldehyde. Four catalysts were prepared, one corresponding to the silica support (catalyst 1S), another to the titanium support (catalyst 1T) and two more having 0.5% weight iron loads, one for the silica su-pport (catalyst 2FS) and the last one the titanium support (catalyst 2FT). The higher BET areas were 659 and 850 m2/g for catalysts 1S and 2FS, respectively while catalysts 1T and 2FT displayed areas of 65 and 54 m2/g, respec-tively. Scanning and transmission electronic microscopy displayed an amorphous structure in the silica-supported materials while titanium-supported materials displayed dense materials having defined structure. X-ray diffraction confirmed the silica’s amorphous structure in 1S and 2FS catalysts and displayed the 1T and 2FT catalysts’ anatase structure. The programmed temperature reduction for the 1S and 2FS catalysts did not display reducible species, while displaying hydrogen consumption peaks related to Fe3O4 reduction to α-Fe via FexO route for 1T and 2FT ca-talysts. The electronic spectroscopy X-ray photo confirmed the Fe(III) specie as having 710.6 e.V binding energy for both 2FS and 2FT catalysts. Catalytic activity was carried out at atmospheric pressure in a quartz reactor, reaction mixture as CH4/O2/N2 =7.5/1/4 at 400-800°C temperature range. The reaction products were analysed by gas chromatography on Hayesep R and T columns using 5Å molecular screening. The best response for selective oxida-tion of methane to formaldehyde was displayed by the 2FS catalyst with 3.4% mol methane conversion at 650°C, 11.9% mol formaldehyde selectivity and 0.0211 g HCHO/Kg catalyst yield

Numerical and experimental study of the time-dependent states and the slow dynamics in a von Ka´rma´n swirling flow

The characteristics of time-dependent swirling flows in a von Ka´rma´n configuration are investigated numerically up to Reynolds number Re¼3000 (based on the angular velocity and the radius of the cylinder), and experimentally within turbulent regimes. Experimental results are analyzed together with the periodic and aperiodic flow obtained numerically. In the present configuration, the fluid is contained in a cylindrical cavity with aspect ratio (height to radius) !¼2 and the motion is driven by the exact counter rotation of the end walls while the sidewall is at rest. Spectral direct numerical simulations show that for this geometry the axisymmetric base flow becomes unstable to non-axisymmetric perturbations with azimuthal wavenumber m¼1 through a subcritical bifurcation, and the corresponding flow exhibits a pattern with one cat’s eye in the axial-azimuthal planes. Increasing the Reynolds number the flow becomes unstable to non-axisymmetric steady perturbations with even azimuthal wavenumbers, and the corresponding flows exhibits a two cat’s eyes pattern. The occurrence of cat’s eye pattern in radial-azimuthal surfaces was observed in this and other aspect ratio cavities and is associated with vortices in 3D steady flows with characteristic azimuthal modes [Nore, C., Tuckerman, L.S., Daube, O. and Xin, S., The 1 : 2 mode interaction in exactly counter-rotating von Ka´rma´n swirling flow, J. Fluid Mech., 2003, 477, 51–88; Lackey, T.C. and Sotiropoulos, F., Relationship between stirring rate and Reynolds number in the chaotically advected steady flow in a container with exactly counter-rotating lids, Phys. Fluids, 2006, 18, 1–14]. Timedependent regimes are obtained numerically when the value of the Reynolds number is Re"1500. The time dependency is associated with a pulsation of the two vortices found in the steady regime. Experimental visualizations and measurements show that in turbulent regimes the flow also exhibits two vortices, but in this case they travel in the azimuthal direction with a frequency compatible with the frequency obtained in the numerical simulations at much lower Reynolds number. The azimuthal drift of these vortices is associated with the asymmetry of the mean azimuthal flow with respect to the equatorial plane

Sulfonación de ésteres metílicos derivados del aceite de palma

Sulfonation with sulfur trioxide (SO3) of methyl esters produced by a transesterification of hydrogenated palm stearin, was studied in the present research. The generation of sulfur trioxide (SO3), by heating, stirring and bubbling nitrogen on oleum, helped establish the conditions for processing. Through gas chromatography and infrared spectroscopy, raw materials were characterized; and with volumetric titrations, the percentage of active substance (Hyamina 1622) and sulfuric acid content in the product were determined, oil-free through drawings with petroleum ether, and coloring was also determined in a spectrophotometer (420 nm). Recommendations were developed from the standpoint of the process used to identify the main variables for the functionality of the sulfonation plant to a scaling-level pilot. The flow of liquid reactant, the molar ratio SO3/methyl ester, the mole fraction of SO3 (or the percentage by volume) in the sulfonante gaseous flow, and the temperature process are the variables that have a more decisive influence on the conversion and properties of the product. En la presente investigación se estudió la sulfonación con trióxido de azufre (SO3) de ésteres metílicos fabricados mediante una transesterificación de la estearina hidrogenada de palma. La generación del agente sulfonante (SO3) mediante calentamiento, agitación y burbujeo de nitrógeno sobre óleum permitió establecer las condiciones de procesamiento. La materia prima se caracterizó mediante cromatografía de gases y espectroscopia infrarroja, y a través de titulaciones volumétricas se determinó el porcentaje de materia activa (Hyamina 1622) y del ácido sulfúrico contenido en el producto. Se determinaron el aceite libre mediante extracciones con éter de petróleo, y la coloración mediante espectrofotometría (420 nm). Se sugieren valores de las condiciones de proceso con miras a un escalamiento piloto. Las variables que tienen una influencia más determinante sobre las propiedades finales del producto son: el caudal de reactante líquido, la razón molar SO3/metiléster, la fracción molar de SO3 (o el porcentaje volumétrico) en la corriente sulfonante, la temperatura del proceso.  

Producción de ésteres metílicos de ácidos grasos: variables asociadas al proceso de transformación

Las ventajas comparativas de los ésteres metílicos como oleoquímicos básicos frente a los ácidos grasos, la crisis energética mundial de mediados de los setenta y el redescubrimiento de estos oleoquímicos como combustibles, dio un nuevo impulso a la investigación básica y aplicada sobre los procesos de transesterificación de los aceites y grasas. En este documento se presentan los aspectos básicos, usos, variables y problemas asociados con la producción de ésteres metílicos de ácidos grasos, y una visión panorámica de las investigaciones recientes que, en gran medida se enfocan a encontrar catalizadores diferentes a los tradicionales hidróxidos solubles en el alcohol (NaOH, KOH), que permitan procesar materias primas con menor calidad (mayor contenido de agua y ácidos grasos libres), mitigar los problemas de separación que se generan con el uso de catalizadores alcalinos solubles en el alcohol y reducir los costos de producción. Finalmente, se hace una descripción de las etapas comunes a diferentes procesos de producción y se presentan algunos datos de la cinética de la reacción.The advantages of fatty acid methyl esters as basic oleochemicals over fatty acids, the seventies world energy crisis and the use of those oleochemicals as fuels, have increased research interest on fats and oils trans-esterification. In this document, a review about basic aspects, uses, process variables and problems associated to the production process of fatty acid methyl esters is presented. A global view of recent researches, most of them focused in finding a new catalyst with same activity as the alcohol-soluble hydroxides (NaOH, KOH), and suitable to be used in transforming fats and oils with high levels of free fatty acids and water avoiding separation problems and reducing process costs, is also discussed