QUIMICA II               METODO DE OBTENCION Y APLICACIÓN DEL ETANOL  El compuesto químico etanol, conocido como alcohol e...
QUIMICA II FORMAS DE OBTENER EL ETANOL 1. MECANISMOS      Síntesis de etanol mediante la hidratación de etileno      Los ...
QUIMICA II 2. FERMENTACION      El etanol se puede obtener por la fermentación de azucares y almidón. APLICACIONES EN LA ...
QUIMICA II CONCLUSIONES:          El alcohol etílico se puede obtener generalmente de dos formas:               Fermentac...
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Quimica 2

  1. 1. QUIMICA II METODO DE OBTENCION Y APLICACIÓN DEL ETANOL El compuesto químico etanol, conocido como alcohol etílico, es un alcohol que se presenta en condiciones normales de presión y temperatura como un líquido incoloro e inflamable con un punto de ebullición de 78 °C. Mezclable con agua en cualquier proporción; a la concentración de 95% en peso se forma una mezcla azeotrópica. Su fórmula química es CH3-CH2-OH (C2H6O), principal producto de las bebidas alcohólicas como el vino (alrededor de un 13%), la cerveza (5%) o licores (hasta un 50%). SINTESIS El etanol a temperatura y presión ambientes es un líquido incoloro y volátil que está presente en diversas bebidas fermentadas. Desde la antigüedad se obtenía el etanol por fermentación anaeróbica de una disolución con contenido en azúcares con levadura y posterior destilación. Dependiendo del género de bebida alcohólica que lo contenga, el etanol aparece acompañado de distintas sustancias químicos que la dotan de color, sabor, y olor, entre otras características. CARACTERISTICAS  Compuesto orgánico conocido como alcohol etílico.  Puede afectar al sistema nervioso central.  Provoca Euforia, desinhibición, mareos, somnolencia, confusión, alucinaciones, baja los reflejos.  Afecta la zona que controla los impulsos.  Conduce al coma y puede provocar la muerte. Página 1
  2. 2. QUIMICA II FORMAS DE OBTENER EL ETANOL 1. MECANISMOS Síntesis de etanol mediante la hidratación de etileno Los alquenos reaccionan con agua en presencia de un ácido fuerte como catalizador para formar un alcohol, en este caso etanol.  MECANISMO Paso Nº1: Protonación del doble enlace forma un carbocatión. Paso Nº2: Ataque nucleófilo del agua Paso Nº3: Desprotonación para dar lugar a un alcohol En las reacciones de hidratación de alquenos se emplean catalizadores fuertes no nucleofilicos, como el H2SO4 o el H3PO4 Página 2
  3. 3. QUIMICA II 2. FERMENTACION El etanol se puede obtener por la fermentación de azucares y almidón. APLICACIONES EN LA INDUSTRIA Los usos que se da al alcohol etílico son:  Bebidas alcohólicas  Cosméticos  Cocina  Disolventes  Industrias Farmacéutica  Para sintetizar otros  Desinfectante productos: acetato de  Perfumería sodio Página 3
  4. 4. QUIMICA II CONCLUSIONES: El alcohol etílico se puede obtener generalmente de dos formas: Fermentación Tradicional Síntesis Química La síntesis de alcohol mediante la fermentación, fomenta principalmente la economía y la producción en el sector rural. La síntesis de etanol por métodos químicos (laboratorio), favorece la industria, ya que se usa como combustible reduciendo el gasto de combustibles fósiles (Petróleo). El uso del etanol, por un lado reduce la contaminación ambiental, aunque tiene sus limitaciones, ya que durante el proceso de síntesis del mismo se pueden generar sustancias contaminantes. Página 4
  5. 5. QUIMICA II METODO DE OBTENCION Y APLICACIÓN DEL METANOL El compuesto químico metanol, también conocido como alcohol metílico o alcohol de madera, es el alcohol más sencillo. A temperatura ambiente se presenta como un líquido ligero (de baja densidad), incoloro, inflamable y tóxico que se emplea como anticongelante, disolvente y combustible. Su fórmula química es CH3OH (CH4O). OBTENCIONDEL METANOL Originariamente se producía metanol por destilación destructiva de astillas de madera. Esta materiaprima condujo a su nombre de alcohol de madera. Este proceso consiste en destilar la madera enausencia de aire a unos 400 °C formándose gases combustibles (CO, C2H4, H2), empleados en elcalentamiento de las retortas; un destilado acuoso que se conoce como ácido piroleñoso y quecontiene un 7-9% de ácido acético, 2-3% de metanol y un 0.5% de acetona; un alquitrán de madera,base para la preparación de antisépticos y desinfectantes; y carbón vegetal que queda como residuoen las retortas. Actualmente, todo el metanol producido mundialmente se sintetiza mediante un proceso catalítico apartir de monóxido de carbono e hidrógeno. Esta reacción emplea altas temperaturas y presiones, ynecesita reactores industriales grandes y complicados. La reacción se produce a una temperatura de 300-400 °C y a una presión de 200- 300 atm. Loscatalizadores usados son ZnO o Cr2O3. El gas de síntesis (CO + H2) se puede obtener de distintas formas. Los distintos procesos productivos se diferencian entre sí precisamente por este hecho. Actualmente el proceso más ampliamente usado para la obtención del gas de síntesis es a partir de la combustión parcial del gas natural en presencia de vapor de agua. Sin embargo el gas de síntesis también se puede obtener a partir de la combustión parcial de mezclas de hidrocarburos líquidos o carbón, en presencia de agua. Página 5
  6. 6. QUIMICA II En el caso de que la materia prima sea el carbón, el gas de síntesis se puede obtener directamente bajo tierra. Se fracturan los pozos de carbón mediante explosivos, se encienden y se fuerzan airecomprimido y agua. El carbón encendido genera calor y el carbono necesarios, y se produce gas desíntesis. Este proceso se conoce como proceso in situ. Este método no tiene una aplicación industrial difundida. Los procesos industriales más ampliamente usados, usando cualquiera de las tres alimentaciones (gas natural, mezcla de hidrocarburos líquidos o carbón) son los desarrollados por las firmas Lurgi Corp. E Imperial Chemical Industries Ltd. (ICI). PROCESO LURGI Se denomina proceso de baja presión para obtener metanol a partir de hidrocarburos gaseosos, líquidos o carbón. El proceso consta de tres etapas bien diferenciadas. Página 6
  7. 7. QUIMICA II Reforming Es en esta etapa donde se produce la diferencia en el proceso en función del tipo de alimentación. En el caso de que la alimentación sea de gas natural, este se desulfuriza antes de alimentar el reactor. Aproximadamente la mitad de la alimentación entra al primer reactor, el cual está alimentado con vapor de agua a media presión. Dentro del reactor se produce la oxidación parcial del gas natural. De esta manera se obtiene H2, CO, CO2 y un 20% de CH4 residual. Esta reacción se produce a 780 °C y a 40 atm. El gas de síntesis más el metano residual que sale del primer reactor se mezcla con la otra mitad de la alimentación (previamente desulfurizada). Esta mezcla de gases entra en el segundo reactor, el cual está alimentado por O2. Este se proviene de una planta de obtención de oxígeno a partir de aire. Esta reacción se produce a 950 °C. En caso de que la alimentación sea líquida o carbón, ésta es parcialmente oxidada por O2 y vapor de agua a 1400-1500 °C y 55-60 atm. El gas así formado consiste en H2, CO con algunas impurezas formadas por pequeñas cantidades de CO2, CH4, H2S y carbón libre. Esta mezcla pasa luego a otro reactor donde se acondiciona el gas de síntesis eliminándose el carbón libre, el H2S y parte del CO2, quedando el gas listo para alimentar el reactor de metanol. Síntesis El gas de síntesis se comprime a 70-100 atm. y se precalienta. Luego alimenta al reactor de síntesis de metanol junto con el gas de recirculación. El reactor Lurgi es un reactor tubular, cuyos tubos están llenos de catalizador y enfriados exteriormente por agua en ebullición. La temperatura de reacción se mantiene así entre 240-270 °C. Página 7
  8. 8. QUIMICA II Una buena cantidad de calor de reacción se transmite al agua en ebullición obteniéndose de 1 a 1.4 Kg. de vapor por Kg. de metanol. Además se protege a los catalizadores. Destilación El metanol en estado gaseoso que abandona el reactor debe ser purificado. Para ello primeramente pasa por un intercambiador de calor que reduce su temperatura, condensándose el metanol. Este se separa luego por medio de separador, del cual salen gases que se condicionan (temperatura y presión adecuadas) y se recirculan. El metanol en estado líquido que sale del separador alimenta una columna de destilación alimentada con vapor de agua a baja presión. De la torre de destilación sale el metanol en condiciones normalizadas. PROCESO ICI La diferencia entre los distintos procesos se basa en el reactor de metanol, ya que los procesos de obtención de gas de síntesis y purificación de metanol son similares para todos los procesos. En este caso la síntesis catalítica se produce en un reactor de lecho fluidizado, en el cual al gas de síntesis ingresa por la base y el metanol sale por el tope. El catalizador se mantiene así fluidizado dentro del reactor, el cual es enfriado por agua en estado de ebullición, obteniéndose vapor que se utiliza en otros sectores del proceso. La destilación se realiza en dos etapas en lugar de realizarse en una sola. Todas las demás características son similares al proceso Lurgi antes descripto. Página 8
  9. 9. QUIMICA II APLICACIONES EN LA INDUSTRIA El metanol se utiliza en las siguientes aplicaciones:  Es un disolvente industrial y se emplea como materia prima en la fabricación de formaldehído.  Se emplea como anticongelante en vehículos,  Combustible de estufetas de acampada  Solvente de tintas, tintes, resinas, adhesivos, biocombustibles y aspartame.  El metanol puede ser también añadido al etanol para hacer que éste no sea apto para el consumo humano (el metanol es altamente tóxico) y para vehículos de modelismo con motores de combustión interna.  Cristalización, precipitación y limpieza de sales halide alcalinasmetálicas  Precipitación de resinas de poliestireno y chloroprene.  Limpieza y secado de fracciones de carbón en polvo  Disolventes de pintura  Limpieza de superficies metálicas  Limpieza de resinas de intercambio iónico  Extracción de humedad y resinas de maderas  Agente extractor en la industria petrolera, química y alimenticia  Combustible para cocinas de camping y soldadores  Líquido anticongelante y limpia parabrisas para automóviles  Anticongelante para deshidratación de oleoductos Página 9
  10. 10. QUIMICA II METODO DE OBTENCION Y APLICACIÓN DEL ALCOHOL ISOPROPILICO Alcohol isopropílico, también llamado 2-propanol, propan-2-ol, es un alcohol incoloro, inflamable, con un olor intenso y muy miscible con el agua. Su fórmula química semidesarrollada es H3C-HCOH-CH3 y es el ejemplo más sencillo de alcohol secundario, donde el carbono del grupo alcohol está unido a otros dos carbonos. Es un isómero del propanol. OBTENCIONDEL ALCOHOL ISOPROPILICO Su obtención se realiza fundamentalmente por medio de una reacción de hidratación con propileno. También se produce, aunque con menor importancia, por hidrogenación de la acetona. Existen dos vía principales para el proceso de hidratación del propileno: hidratación indirecta por medio de ácido sulfúrico e hidratación directa. APLICACIONES Y USOS Mezclado con agua, es muy utilizado en la limpieza de lentes de objetivos fotográficos y todo tipo de ópticas. Sirve para limpiar contactos de aparatos electrónicos, ya que no deja marcas y es de rápida evaporación. Se usa en la limpieza de cabezas magnéticas en aparatos de vídeo y audio. En química, es para síntesis orgánica y como intermedio químico, funciona como disolvente para ceras, aceites vegetales, resinas naturales y sintéticas, ésteres y éteres de celulosa. Como antiséptico, es menos irritante que el alcohol etílico, pero igualmente efectivo. En otras industrias, es usado también en composiciones de pulimento, líquido para frenos, disolventes desengrasantes Es materia prima en la producción de acetona Página 10
  11. 11. QUIMICA II Se usa ampliamente como solvente y / o limpiador especialmente para contaminantes gaseosos, ejemplo de esto son los limpiadores de dispositivos electrónicos como cabezales, lente óptico de CD/DVD, entre otros. Deshidratante descongelante y desinfectante. Se emplea como aditivo en los secadores de gas. Con alto grado de pureza de emplea para uso clínico.BIBLIOGRAFIA: Synthesis of ethanol from syngas over Rh/Ce1−xZrxO2 catalysts, Autores: Yanyong Liu, Kazuhisa Murata, Megumu Inaba, Isao Takahara, Kiyomi Okabe Simulación de procesos de obtención de etanol a partir de caña de azúcar y maíz Fuentes: Montoya M.I., Quintero J.A (2005) MONTOYA M.I., QUINTERO J.A. (2005)Esquema tecnológico integral de la producción de bioetanol carburante. Trabajo de grado Ingeniería Química. Universidad Nacional de Colombia: Manizales. 115 p. Etanol: un biocombustible para el futuro de Marco Chaves Soleral. Effective synthesis of ethanol from CO2 on polyfunctional composite catalysts de Tomoyuki Inui, Tetsuo Yamamoto. Catalisis: Michael Bowter: The basic and aplications of heterogeneous catalysis. Oxford University Press 1998. Página 11

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