Modelado del proceso de extracción de ácido acético con recuperación del disolvente orgánico

Abstract

El ácido acético es uno de los ácidos carboxílicos más utilizados tanto en la industria química como en la alimentaria, siendo sus principales aplicaciones la producción de acetato de vinilo monómero, empleado en la fabricación de pinturas, adhesivos y papel, y la producción de ácido terftálico purificado, precursor del poliéster PET. Además, es el ingrediente clave en el
vinagre.
Entre las formas de obtención del ácido acético se distinguen la fermentación bacteriana y las vías sintéticas. Los tres principales métodos de producción de ácido acético sintético son la oxidación de acetaldehído, la oxidación de hidrocarburos en fase líquida y la cabonilación de metanol.
La mayor parte de la capacidad de producción de ácido acético en los últimos años corresponde a la carbonilación de metanol, proceso en el que se hace reaccionar metanol con monóxido de carbono.
La obtención de ácido acético a través de la fermentación de etanol, azúcar o biomasa, es el método más tradicional, aunque menos utilizado en la actualidad dadas las ventajas que presentan las vías sintéticas desde un punto de vista económico.
Los caldos recogidos en la fermentación están formados mayoritariamente por agua con una pequeña cantidad de ácido acético, lo cual hace necesario diseñar procesos que consigan concentrar y purificar esas disoluciones. Una ventaja que presenta la biosíntesis es la
posibilidad de obtener las materias primas a partir de fuentes renovables. La reciente preocupación por el diseño de procesos sostenibles y con menos impacto sobre el medioambiente, ha hecho aumentar el interés por esta vía de obtención, así como por mejorar los procesos de recuperación del ácido acético de las diferentes soluciones acuosas producidas en la fermentación.
Algunos de los métodos propuestos para recuperar el ácido han sido la destilación reactiva, la precipitación de sales, el uso de membranas o la extracción líquido-líquido. Esta última ha sido la tecnología más estudiada para la recuperación primaria de ácidos carboxílicos,siendo apropiado su uso para concentraciones inferiores al 40%, ya que los costes de operación asociados a destilar esa gran cantidad de agua serían superiores a los costes de capital que supone un proceso de extracción. Teniendo esto en cuenta, en el presente trabajo se llevará a cabo un estudio sobre la extracción líquido-líquido como método para concentrar estas disoluciones acuosas de ácido acético, evaluando y comparando el uso de dos disolventes y sus procesos de regeneración.
Los dos disolventes considerados son metil-isobutil-cetona (MIBK) y acetato de etilo.El método que se propone para reciclar el disolvente es una segunda extracción con hidróxido de sodio.
Se pretende comprobar si este disolvente sería adecuado para un proceso a escala industrial.
El principal objetivo de este trabajo es llevar a
cabo un estudio sobre el proceso de extracción de ácido acético con recuperación del disolvente mediante simulación con Aspen Plus®.
La viabilidad económica de un proceso de extracción líquido-líquido depende, principalmente, del disolvente elegido y de los procedimientos utilizados para la recuperación del mismo.
En definitiva, este trabajo proporciona información sobre el comportamiento del proceso de extracción de ácido acético utilizando diferentes disolventes, que sirve de base para un diseño posterior más detallado.