Resumen

En el presente reporte se estudia la pervaporación como nueva tecnología aplicada a la síntesis en fase líquida de etiltert-butileter (ETBE), a partir de tert-butil alcohol (TBA) y etanol (EtOH). Los modelos implementados se resolvieron para tres tipos de reactores, semi batch (SBR), flujo pistón empacado (PFR) y fluo mezcla completa (CSTR). Encontrándose que aplicado al sistema de reacción la simultánea membrana se mejora el rendimiento de ETBE, y cn mejores resultados en el reactor PFR empacado. Además se establecen las mejores condiciones de operación de la unidad, las cuales comprenden temperaturas bajas; pero termodinámicamente favorecidas (T=323K). También se encontró que para altas relaciones de área de membrana a peso de catalizador δ, moderada relación peso catalizador a velocidad de flujo molar total alimenta ø pero con una alimentación estequiométrica o mejor aun un poco de exceso de EtOH, el rendimiento y las impurezas en la corriente de productos son mejores.

El etiltertbutil éter se ha encontrado como uno de los principales reductores de monóxido de carbono, hidrocarburos no quemados (reducción del 3.8% [1]), y otros contaminantes del ambiente en las emisiones de automotores. Lo anterior es posible mediante el aumento del octanaje de la gasolina y la reducción del agua en la misma, motivos que lo reconocen como aditivo oxigenante de estecombustible. No obstante, aunque existen otrostert- eteres tales como el metiltert-butil éter (MTBE) que también es usado como aditivo de la gasolina, el ETBE tiene como ventajas [2]: 

Mayor número de octano (111), respecto al MTBE (109). 

Una de las materias primas para la obtención de ETBE, etanol (EtOH), puede ser producida a partir de fuentes renovables, tales como celulosa, biomasa y otros desechos agrícolas. Factor que hace al producto más amigable con el medio ambiente, a diferencia de otros tert-eteres que son en su totalidad de origen fósil. 

Existen varios métodos para la producción del ETBE, el método directo y el indirecto, los que se diferencian por la simplicidad y menor tamaño en planta del primer método, puesto que el segundo hace uso de dos reactores, el primero para deshidratar el TBA a IB, para luego reaccionar con EtOH en el segundo. Por tal razón la vía de interés es la directa. 

La producción industrial de ETBE es llevada a cabo mediante procesos no convencionales de reacción-separación simultáneas, tales como la destilación reactiva, con el ánimo de eliminar el agua que inhibe la producción del éter. En este proceso, el EtOH que no reacciona forma una mezcla azeotrópica con el ETBE producido, la cual no se puede separar por medio de la destilación. El proceso de purificación del ETBE, en este caso, sehace mediante membranas especiales, lo cual aumenta los costos deproducción. Por tal razón, se presenta la pervaporación como alternativa viable y novedosa para llevar a cabo la síntesis en fase líquida del ETBE, puesto que en una sola unidad de proceso se proceso se integra la reacción-purificación del producto deseado, cabe anotar que en el mercado se encuentra el aditivo para combustibles como una mezcla ETBE/EtOH; pero a diferencia del primer proceso, la pervaporación también permea EtOH reduciendo su composición en la corriente de salida.Por otra parte el uso de la membrana favorece la producción de ETBE haciendo uso de un principio químico elemental como el de Le Chatelier, ya que separa un producto (Agua) de la corriente de proceso. 

• Materias:Catalizadores Catálisis Química Reactores químicos Tecnología química Termodinámica
• Subjects:Catalysts Catalysis Chemistry Chemical reactors Chemical technology Thermodynamics
• Palabras claves:evaluación, reactor de membrana, rendimiento, catalizador, ETBE, pervaporación, reactor PFR,
• Keywords:evaluation, membrane reactor, yield, catalyst, ETBE, pervaporation, PFR reactor