Kolbe Electrolysis para la Conversión de Ácidos Carboxílicos en Productos Valiosos-Un Estudio de Diseño de Proceso
Autores: Klüh, Daniel; Waldmüller, Wolfgang; Gaderer, Matthias
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Kolbe Electrolysis para la Conversión de Ácidos Carboxílicos en Productos Valiosos-Un Estudio de Diseño de Proceso
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Desarrollo sostenible
Palabras clave
Sustitución
Alternativas renovables
Electrólisis de Kolbe
ácidos carboxílicos
Materia prima sostenible
Desarrollo de procesos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
La sustitución de recursos fósiles por alternativas renovables es un gran desafío para nuestra sociedad. La electrólisis de Kolbe convierte ácidos carboxílicos en hidrocarburos, que pueden ser utilizados como productos químicos básicos, productos químicos especiales o combustibles. Los ácidos carboxílicos pueden ser recuperados de biomasa o residuos y, en consecuencia, pueden ser una materia prima sostenible. Dado que la electrólisis de Kolbe solo se ha investigado a escala de laboratorio, este trabajo propone el primer estudio básico de diseño de ingeniería sobre el desarrollo de procesos para un proceso de trabajo continuo. Se utilizan datos termofísicos, incluyendo solubilidad y punto de ebullición, para obtener información sobre los requisitos del equipo de proceso, como procesos de separación o parámetros de proceso como la temperatura de operación. Además, se utilizó Aspen Plus para recuperar información sobre equilibrios ácido-base y azeótropos. Se realizó el desarrollo del proceso para tres materias primas diferentes (ácido acético, ácido valérico y ácido láurico). El diseño del proceso muestra que la mayoría de las unidades de proceso son bastante sencillas y se basan en tecnologías de vanguardia. La adición de un catalizador alcalino mejora la solubilidad y la desprotonación del ácido carboxílico, pero a costa de una posible menor selectividad del producto. La elevación de la temperatura de operación por encima del punto de Krafft es necesaria para los ácidos grasos de cadena larga. La electrólisis de Kolbe puede ser una tecnología interesante para futuros procesos de producción basados en ácidos carboxílicos y electricidad de fuentes sostenibles.
Descripción
La sustitución de recursos fósiles por alternativas renovables es un gran desafío para nuestra sociedad. La electrólisis de Kolbe convierte ácidos carboxílicos en hidrocarburos, que pueden ser utilizados como productos químicos básicos, productos químicos especiales o combustibles. Los ácidos carboxílicos pueden ser recuperados de biomasa o residuos y, en consecuencia, pueden ser una materia prima sostenible. Dado que la electrólisis de Kolbe solo se ha investigado a escala de laboratorio, este trabajo propone el primer estudio básico de diseño de ingeniería sobre el desarrollo de procesos para un proceso de trabajo continuo. Se utilizan datos termofísicos, incluyendo solubilidad y punto de ebullición, para obtener información sobre los requisitos del equipo de proceso, como procesos de separación o parámetros de proceso como la temperatura de operación. Además, se utilizó Aspen Plus para recuperar información sobre equilibrios ácido-base y azeótropos. Se realizó el desarrollo del proceso para tres materias primas diferentes (ácido acético, ácido valérico y ácido láurico). El diseño del proceso muestra que la mayoría de las unidades de proceso son bastante sencillas y se basan en tecnologías de vanguardia. La adición de un catalizador alcalino mejora la solubilidad y la desprotonación del ácido carboxílico, pero a costa de una posible menor selectividad del producto. La elevación de la temperatura de operación por encima del punto de Krafft es necesaria para los ácidos grasos de cadena larga. La electrólisis de Kolbe puede ser una tecnología interesante para futuros procesos de producción basados en ácidos carboxílicos y electricidad de fuentes sostenibles.