Proyectos
Producción de plastificantes a partir de acido cítrico usando procesos híbridos de reacción y separación simultanea
Resumen
Estudios recientes indican que entre los sectores productivos más importantes de la economía mundial, la industria química es la que reporta mayores consumos energéticos, y al mismo tiempo la que genera mayor cantidad de residuos. Sumado al uso intensivo de recursos fósiles, buena parte de los productos finales de esta industria generan efectos negativos en la salud humana y en el medio ambiente. En esta dirección, el recambio hacia el uso de materias primas de origen renovable, y el uso de procesos de transformación más eficientes y altamente integrados serán las herramientas fundamentales para lograr la sostenibilidad de la industria química en el largo plazo. Entre la gran diversidad de productos de esta industria, los plastificantes han sido señalados entre los de mayor riesgo potencial para los ecosistemas, debido a que en su mayoría son de origen petroquímico y son no biocompatibles. El riesgo radica en la amplia diversidad de productos en la que se encuentran presentes, los altos volúmenes de consumo, y su reconocida toxicidad. Los plastificantes se usan principalmente como aditivos para polímeros (lo que explica su masificación) y en su mayoría son ésteres producidos a partir de ácidos poli-carboxílicos y alcoholes ramificados. La producción mundial asciende a 6,6 millones de toneladas anuales y en su mayoría se usan como aditivos para PVC. Cerca del 90% de la producción mundial corresponde a los ésteres del anhídrido ftálico, sin embargo su toxicidad y efecto carcinogénico ha conllevado a prohibir su uso en Europa y Estados Unidos para diversas aplicaciones (productos para niños, productos cosméticos y farmacéuticos, entre otros). En Colombia la demanda interna anual de plastificantes tipo ftalato se estima en 25000 toneladas, mientras que las exportaciones ascienden a 5000 toneladas. Esto representa un mercado de alrededor de 60 millones de dólares. Este mercado podría ser aun mayor si se tiene en la cuenta que con la entrada en vigencia del TLC, buena parte de los productos terminados que exporta Colombia elaborados a partir de polímeros tendrán cero aranceles. Sin embargo aquellos polímeros plastificados con ftalatos tendrán más restricciones y entraran a nichos de menor valor, comparado con aquellos que usen plastificantes biocompatibles de origen natural. Tomando en consideración lo anterior, la producción de ésteres plastificantes a partir de ácidos y alcoholes provenientes de procesos de fermentación u otras rutas bio-derivadas, se convierte en una oportunidad para reemplazar los plastificantes de origen petroquímico como materias primas para la industria nacional. El desarrollo de tecnologías para la fabricación de ¿plastificantes verdes¿ permitirá abrir nuevos mercados a los productos de la industria química nacional, sumado al hecho de que ayudarán a mitigar el impacto ambiental al sustituir los plastificantes tradicionales. Al mismo tiempo la producción de plastificantes bio-derivados permitirá dinamizar las cadenas productivas asociadas al aprovechamiento de la biomasa como recurso sostenible. En Colombia la producción de plastificantes bio-derivados se limita principalmente a los citratos elaborados por la empresa SUCROMILES S.A. Dichos productos son generados en procesos operados por lotes, usando altos excesos de uno de los reactantes (normalmente el alcohol) para lograr altas conversiones. Después de la etapa de reacción los productos comúnmente se llevan a trenes de separación complejos. La complejidad (causada por la presencia de sistemas azeotrópicos) y el uso intensivo de energía utilizado en la separación radica en la necesidad de recuperar y recircular el exceso de alcohol utilizado, además de llevar el producto final a las especificaciones requeridas. Lo anterior se traduce en altos costos de producción, lo que hace a los citratos poco competitivos respecto de los plastificantes petroquímicos. Este panorama pone en evidencia la necesidad de desarrollar sistemas de reacción y separación más eficientes para la producción de ésteres del ácido cítrico, operando en continuo, y capaces de reducir el consumo energético y en último termino su costo de producción. Entre las tecnologías disruptivas de uso civil más importantes de las últimas décadas se ha reconocido que los procesos híbridos de reacción y separación simultánea son una herramienta fundamental para aumentar la eficiencia energética y reducir el impacto ambiental en la industria química. Entre estos la destilación reactiva ha demostrado éxito en más de 150 procesos industriales debido a su flexibilidad y alta eficiencia en el uso de materiales y energía. En esta operación los productos se generan por reacción química y simultáneamente en la misma unidad se separan por destilación. Esta operación es útil principalmente para procesar sistemas reactivos limitados por el equilibrio químico (por ejemplo esterificación y transesterificación), donde la remoción selectiva de los productos por destilación permite obtene
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIAS EXTERNAS
Modalidad:PROYECTOS DE CONVOCATORIAS EXTERNAS
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