Aminacion (2) (3)

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Aminacion (2) (3)

  1. 1. PROCESOS INDUSTRIALES AMINACION
  2. 2. AMINACION DEFINICION Es el proceso de introducción del grupo amino (-NH2) dentro de un compuesto orgánico, como por ejemplo la producción de anilina (C6H5NH2) por la reducción de nitrobenceno (C6H5NO2).
  3. 3. AMINACION METODOS DE OBTENCION DE AMINAS  REDUCCION DE NITROCOMPUESTOS (Aminación por Reducción)  Comprende la transformación (reducción) del grupo nitro (-NO ) en
  4. 4. AMINACION METODOS DE OBTENCION DE AMINAS (cont.)  REDUCCION DE NITROCOMPUESTOS (Aminación por Reducción) (cont.)  La reducción de compuestos aromáticos nitrados es el proceso de mayor importancia industrial. Ar-NO2 Ar-NH2 [H]
  5. 5. AMINACION METODOS DE OBTENCION DE AMINAS (cont.)  AMONOLISIS (Aminación por Amonólisis)  Comprende la sustitución de grupos como el –SO3H, -OH, -Cl, por el grupo
  6. 6. AMINACION METODOS DE OBTENCION DE AMINAS (cont.)  REDUCCION DE NITRILOS  Comprende la transformación del grupo ciano (-CN) en el grupo amino (- NH2) por acción de un agente reductor.
  7. 7. AMINACION METODOS DE OBTENCION DE AMINAS (cont.)  REDUCCION DE NITRILOS (cont.) R-C=N R-CH2-NH2 H2 / Ni LiAlH4 / H2O
  8. 8. AMINACION METODOS DE OBTENCION DE AMINAS (cont.)  HIDRÓLISIS DE AMIDAS N- SUSTITUIDAS + H2O + CH3COOH -NHCOCH3 -NH2
  9. 9. AMINACION METODOS DE OBTENCION DE AMINAS (cont.)  POR TRANSPOSICION INTRAMOLECULAR-NH-NH- -NH2- -NH2 H+ CH3OH
  10. 10. PROCESOS INDUSTRIALES AMINACION POR REDUCCION
  11. 11. AMINACION POR REDUCCCION DEFINICION Implica la sustitución de los oxígenos del grupo nitro por átomos de hidrógeno
  12. 12. AMINACION POR REDUCCCION REACCION CARACTERISTICA R-NO2 + 3H2 R-NH2 + 2H2O
  13. 13. AMINACION POR REDUCCCION AGENTES DE PROCESO A. Sin el uso de reactores de alta presión (a presión atmosférica) y sin el uso de catalizadores, los agentes de reducción comunes son:
  14. 14. AMINACION POR REDUCCCION AGENTES DE PROCESO (cont.)  Hierro y ácido  Zinc y álcali  Sulfuro de sodio o polisulfuro de sodio  Sulfito ácido de sodio  Hidrógeno electrolítico  Hidruros metálicos Hidrógeno naciente- Preparado IN SITU
  15. 15. AMINACION POR REDUCCCION AGENTES DE PROCESO (cont.) B. Hidrógeno gaseoso (molecular) en presencia de un metal (que actúa como catalizador) como Ni, Sn, Pt.
  16. 16. AMINACION POR REDUCCCION AGENTES DE PROCESO (cont.) C. Hidrógeno producido por cracking de amoniaco
  17. 17. AMINACION POR REDUCCCION REDUCCION DE NITRODERIVADOS CON METALES EN MEDIO ACIDO Las reducciones metal-ácido son las más enérgicas y únicamente dan como producto final las aminas.
  18. 18. AMINACION POR REDUCCCION REDUCCION DE NITRODERIVADOS CON METALES EN MEDIO ACIDO (cont.) A. REDUCCION CON HIERRO Y ACIDO CLORHIDRICO + 2Fe(S) + 6HCl + 2FeCl3 + 2H2O-NO2 -NH2 FeCl2
  19. 19. AMINACION POR REDUCCCION REDUCCION DE NITRODERIVADOS CON METALES EN MEDIO ACIDO (cont.) B. REDUCCION CON ZINC Y ACIDO SULFURICO + 3 Zn(S) + 3H2SO4 + 3 ZnSO4 + 2H2O -NO2 SO3Na -NH2 SO3Na m-Nitrobencenosul- fonato de sodio
  20. 20. AMINACION POR REDUCCCION REDUCCION DE NITRODERIVADOS CON METALES EN MEDIO ACIDO (cont.) C. REDUCCION CON CLORURO ESTANNOSO Y ACIDO CLORHIDRICO + SnCl2 + HCl-NO2 NO2 -NH2 NO2
  21. 21. AMINACION POR REDUCCION REDUCCION DE NITRODERIVADOS CON METALES EN MEDIO ACIDO (cont.) D. REDUCCION CON HIERRO Y ACIDO ACETICO Cuando hay que evitar la hidrólisis de grupos presentes en el compuesto a reducir
  22. 22. AMINACION POR REDUCCCION REDUCCION DE NITRODERIVADOS CON METALES EN MEDIO ACIDO (cont.) D. REDUCCION CON HIERRO Y ACIDO ACETICO (cont.) -NO2H3COCHN -NH2H3COCHN Fe CH3COO H p-Nitroacetanilida
  23. 23. AMINACION POR REDUCCCION REDUCCION DE NITRODERIVADOS CON ZINC EN MEDIO BASICO A. MEDIO BASICO FUERTE  Se emplea zinc en solución alcalina (NaOH o KOH)  Se desean obtener productos de reducción diferentes a la anilina
  24. 24. AMINACION POR REDUCCION 2 + 5 Zn + 10 NaOH + 5 Na2ZnO2 + 4 H2O -NO2 CH3OH -NH-NH-
  25. 25. AMINACION POR REDUCCION 2 -NO2 -N-N- O -N=N- -NH-NH- Azoxibenceno Azobenceno Hidrazobencen o
  26. 26. AMINACION POR REDUCCCION REDUCCION DE NITRODERIVADOS CON ZINC EN MEDIO BASICO (cont.) B. MEDIO BASICO DEBIL  Se emplea zinc en polvo en solución acuosa de CaCl2.  El producto de la reducción del nitrobenceno es la fenilhidroxilamina.
  27. 27. AMINACION POR REDUCCION + 2 Zn + 4 H2O + 2 Zn(OH)2 + H2O -NO2 -NHOH Fenilhidroxilamin a
  28. 28. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO  Proceso: Aminación por Reducción  Materia Prima: Nitrobenceno  Agente de Proceso: Hidrógeno naciente preparado In Situ (Fe(s) + HCl(ac))
  29. 29. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)  Reacciones Químicas: 1. Reacción química general + 2 Fe(S) + 6 HCl(ac) + 2 FeCl3 + 2 H2O -NO2 -NH2 FeCl2
  30. 30. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)  Reacciones Químicas (cont.): 2. Reacciones de producción de hidrógeno 3Fe(s) + 4 H2O Fe3O4 + 4 H2 Fe(s) + 2 HCl FeCl2 + H2 FeCl2
  31. 31. AMINACION POR REDUCCION  Teóricamente, para reducir 123 Kg de NB se necesita 218.70 Kg de HCl.  En la práctica, por cada 100 Kg de NB reducido a anilina, se necesita 3.0 Kg de HCl (menos del 2% del teórico requerido).  La primera reacción de producción de hidrógeno es la que genera hidrógeno sin consumo de HCl. Esta reacción es apreciablemente acelerada por la presencia del FeCl2
  32. 32. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)  Condiciones de Operación:  Temperatura = 85-90°C (temp. de ebullición de la mezcla)  Presión = 1 atm  Catalizador = FeCl2 (3% con respecto a la cantidad de NB)
  33. 33. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)  Condiciones de Operación (cont.):  Tiempo de agitación = 1.5 horas  Relaciones de alimentación de materias primas • 2.5 moles de Fe / 1 mol de NB a reducir • 4 - 5 moles de agua / 1 mol de NB a reducir
  34. 34. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)  Fase de reacción: Líquida, con agitación constante y vigorosa  Termodinámica: La reacción es fuertemente exotérmica (-4790 Kcal/Kg de NB reaccionado)  Cinética: 1.5 – 2 horas de reacción
  35. 35. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)  Sistema: Discontinuo (por cargas)  Reactor: Tipo Batch • Tanque de hierro fundido (revestido interiormente de material resistente al ácido) • Provisto de agitador mecánico • Es de doble pared (enchaquetado)
  36. 36. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)  Factores fisicoquímicos: • El Fe es mucho más activo y barato que otros metales. • El Fe debe estar finamente dividido para presentar una mayor área de contacto.
  37. 37. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)  Factores fisicoquímicos (cont.): • La velocidad de reducción del nitrobenceno es función directa de la velocidad de oxidación del hierro. Empleando hierro finamente dividido se acorta el tiempo de reacción.
  38. 38. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)  Factores fisicoquímicos (cont.): • La partículas de hierro deben poseer una buena porosidad y rugosidad superficial.
  39. 39. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)  Factores fisicoquímicos (cont.): • Este proceso de reducción es una reacción catalítica heterogénea. Es necesario un íntimo contacto entre el nitrobenceno, el hierro y el catalizador. Esto se logra con una agitación intensa.
  40. 40. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)  Diagrama de flujo:
  41. 41. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)  Descripción del proceso: • Se carga al reactor el agua, el hierro, el catalizador y el ácido. • Se calienta la masa de reacción y se agita intensamente.
  42. 42. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)  Descripción del proceso (cont.): • Se alimenta el nitrobenceno a intervalos definidos. • Después de cargar todos los reactivos se suministra calor para mantener una relación de reflujo intenso.
  43. 43. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)  Descripción del proceso (cont.): • Al término de la reacción se agrega una solución de Ca(OH)2, para neutralizar la carga, a fin de facilitar la destilación de la anilina.
  44. 44. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)  Descripción del proceso (cont.):  + HCl + Ca(OH)2 2 + CaCl2 + 2 H2O -NH2 -NH3Cl -NH2-NH3Cl
  45. 45. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)  Descripción del proceso (cont.): • Luego se destila la carga del reactor con la finalidad de extraer la anilina.
  46. 46. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)  Descripción del proceso (cont.): • El reflujo del condensador se dirige a un decantador donde se obtienen dos capas.
  47. 47. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)  Descripción del proceso (cont.): • La capa aceitosa pasa a una columna de rectificación. La destilación comprende tres etapas.
  48. 48. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)  Descripción del proceso (cont.): • El agua de anilina es alcalinizado y destilado en una caldera .
  49. 49. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)  Usos: Para la fabricación de productos, como:  Isocianatos  Aditivos para caucho (aceleradores de vulcanización y antioxidantes)  Hidroquinona
  50. 50. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)  Usos (cont.):  Colorantes  Ciclohexilamina  Benzoquinona  Alquilanilinas  Acetanilida
  51. 51. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)  Usos (cont.):  Difenilamina  4,4’-diaminodifenilmetano  Productos farmacéuticos  Herbicidas
  52. 52. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO EN FASE VAPOR  Proceso: Aminación por Reducción  Materia Prima: Nitrobenceno  Agente de Proceso: Hidrógeno gaseoso
  53. 53. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO EN FASE VAPOR (cont.)  Reacciones Químicas: 1. Reacción química principal + 3H2 + 2 H2O-NO2 -NH2
  54. 54. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO EN FASE VAPOR (cont.)  Reacciones Químicas (cont.): 2. Reacción química secundaria 2 + NH3-NH2 -NH-
  55. 55. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO EN FASE VAPOR (cont.)  Condiciones de Operación:  Temperatura = desde 250 °C (a la entrada del reactor) hasta 350-370 °C (a la salida del segundo reactor)  Presión = atmosférica
  56. 56. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO EN FASE VAPOR (cont.)  Condiciones de Operación (cont.):  Catalizador = Cobre reducido / SiO2  Gran exceso de H2 = H2 / Nitrobenceno = aproximadamente 9:1
  57. 57. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO EN FASE VAPOR (cont.)  Fase de reacción: Gaseosa  Termodinámica: La reacción es fuertemente exotérmica (-117 Kcal/mol)  Cinética: 0.5 – 1 segundo
  58. 58. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO EN FASE VAPOR (cont.)  Sistema: Continuo  Reactor: Catalítico de lecho fijo
  59. 59. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO EN FASE VAPOR (cont.)  Diagrama de flujo:
  60. 60. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO EN FASE VAPOR (cont.)  Descripción del proceso: • El MNB líquido, junto con el hidrógeno fresco y de reciclo son llevados a un intercambiador de calor. • La mezcla vaporizada pasa sobre el lecho catalítico contenido en los dos
  61. 61. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO EN FASE VAPOR (cont.)  Descripción del proceso (cont.): • El efluente del sistema de reacción pasa al intercambiador de calor. • Luego pasa a un condensador tubular enfriado por agua, en donde se separa el hidrógeno gaseoso que retorna al
  62. 62. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO EN FASE VAPOR (cont.)  Descripción del proceso (cont.): • El condensado es conducido a un decantador donde se divide en dos capas:  La capa acuosa (agua de anilina)  La capa aceitosa (anilina cruda).
  63. 63. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO EN FASE VAPOR (cont.)  Descripción del proceso (cont.): • El agua de anilina se bombea a una columna de extracción continua, en donde se separa la anilina disuelta en el agua por una corriente descendente de MNB, que luego se separa de la anilina por destilación.
  64. 64. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO EN FASE VAPOR (cont.)  Descripción del proceso (cont.): • La capa aceitosa se conduce a un sistema de destilación para aislarla de las impurezas que lo acompañan.
  65. 65. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO EN FASE VAPOR (cont.)  Usos: Ídem
  66. 66. AMINACION POR REDUCCION PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE NITROBENCENO FASE LIQUIDA (Fe / HCl) FASE VAPOR Ventajas  El hierro gastado puede ser usado para la preparación de pigmentos.  Menor temperatura de proceso.  El producto de reacción es más puro.  Alta exotermicidad de la reacción. Desventaja s  Mayor costo de procesamiento.  Gran dificultad para agitar el reactor.  Menor rendimiento.  Costo de la producción de H2.  Mayor posibilidad de
  67. 67. PROCESOS INDUSTRIALES AMINACION POR AMONOLISIS
  68. 68. AMINACION POR AMONOLISIS DEFINICION Es un proceso que comprende el reemplazo de un sustituyente nuclear tal como el oxidrilo (-OH), cloro (-Cl), o ácido sulfónico (-SO3H) con el grupo amino por tratamiento con amoniaco.
  69. 69. AMINACION POR AMONOLISIS AGENTE DE PROCESO  AMONIACO (NH3) Amonólisis  AMINA PRIMARIA (R-NH2) Aminólisis
  70. 70. AMINACION POR AMONOLISIS AGENTE DE PROCESO (cont.)  AMINA SECUNDARIA (R-NH-R´) Aminólisis  AMONIACO + HIDROGENO (H2) Hidroamonólisis
  71. 71. AMINACION POR AMONOLISIS AGENTE DE PROCESO (cont.)  AMONIACO + OXIGENO (O2) Oxoamonólisis
  72. 72. AMINACION POR AMONOLISIS AGENTE DE PROCESO (cont.) AMONIACO (NH3)  Gas incoloro.  Soluble en agua, alcohol etílico de 95%, éter etílico.
  73. 73. AMINACION POR AMONOLISIS AGENTE DE PROCESO (cont.) AMONIACO (NH3) (cont.)  Puede emplearse:  Puro • Estado gaseoso • Estado líquido  Disuelto • Solución acuosa • Solvente orgánico
  74. 74. AMINACION POR AMONOLISIS MATERIAS PRIMAS  Compuestos halogenados: R-X, Ar-X  Compuestos sulfonados: Ar-SO3H
  75. 75. AMINACION POR AMONOLISIS MATERIAS PRIMAS (cont.)  Alcoholes: R-OH, Ar-OH  Algunos óxidos: , CO2 O H2C CH2
  76. 76. AMINACION POR AMONOLISIS MATERIAS PRIMAS (cont.)  Hidrocarburos: Ar-CH3
  77. 77. AMINACION POR AMONOLISIS REACCIONES DE AMINACION POR AMONOLISIS A. AMONOLISIS DE COMPUESTOS HALOGENADOS 1. Halogenuros de Alquilo  El halógeno de los halogenuros de alquilo es fácilmente sustituido por un grupo amino.
  78. 78. AMINACION POR AMONOLISIS REACCIONES DE AMINACION POR AMONOLISIS (cont.) A. AMONOLISIS DE COMPUESTOS HALOGENADOS (cont.) 1. Halogenuros de Alquilo (cont.)  Por consideraciones económicas suelen emplearse como materias primas cloruros de alquilo.
  79. 79. AMINACION POR AMONOLISIS REACCIONES DE AMINACION POR AMONOLISIS (cont.) A. AMONOLISIS DE COMPUESTOS HALOGENADOS (cont.) 1. Halogenuros de Alquilo (cont.)  Algunas veces se utilizan bromuros de alquilo, pues con estos se obtienen productos (aminas primarias) más puros y la amonólisis se hace en condiciones más suaves.
  80. 80. AMINACION POR AMONOLISIS R-Cl + NH3(ac) R-NH2 + HCl R-Cl + R-NH2 R-NH-R + HCl R-Cl + R-NH-R R-N-R + HCl R AMINA SECUNDARIA AMINA TERCIARIA REACCIONE S DE ACTIVIDAD MULTIPLE
  81. 81. AMINACION POR AMONOLISIS  Si la cantidad de amoniaco está en defecto, se favorece las reacciones de actividad múltiple.  A escala industrial se trata de obtener solo aminas primarias.  Por esto, la relación de amoniaco a reactante es no menor de 5 /1.
  82. 82. AMINACION POR AMONOLISIS REACCIONES DE AMINACION POR AMONOLISIS (cont.) A. AMONOLISIS DE COMPUESTOS HALOGENADOS (cont.) 2. Compuestos aromáticos halogenados + NH3 + HCl Cl NH2 Cu+( CuCl)
  83. 83. AMINACION POR AMONOLISIS REACCIONES DE AMINACION POR AMONOLISIS (cont.) B. SUSTITUCION DE LOS GRUPOS SULFONICO (-SO3H) Y SULFATO (-OSO3H) O O -NH2 O O -SO3H + NH3(ac) 165°C + H2SO3 KClO 3 Ac. ß-antraquinosulfónico ß-Aminoantraquinona •
  84. 84. AMINACION POR AMONOLISIS  El KClO3 inhibe la acción del H2SO3 (agente reductor) que tiende a reducir los grupos ceto tanto de la materia prima y producto. H2SO3 + KClO3 H2SO4 + KCl3 3
  85. 85. AMINACION POR AMONOLISIS REACCIONES DE AMINACION POR AMONOLISIS (cont.) B. SUSTITUCION DE LOS GRUPOS SULFONICO (-SO3H) Y SULFATO (-OSO3H) (cont.) • El grupo –OSO3H puede sustituirse fácilmente en los sulfatos ácidos de aminoalquilo al reaccionar con el amoniaco o las aminas. H2N-CH2-CH2-OSO3H + NH3(ac) NaO H H2N-CH2-CH2-NH2 + H2SO4 Etilendiamina Sulfato ácido de aminoetilo
  86. 86. AMINACION POR AMONOLISIS  El NaOH evita en parte la hidrólisis del grupo –OSO3H (se forma aminoetanol) por acción del agua (medio de reacción) y el H2SO4 generado.  También se forman otras sustancias no deseadas como la dietilentriamina H2N-CH2-CH2-OSO3H + H2O H+ H2N-CH2-CH2-OH 2 NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2 H2O
  87. 87. AMINACION POR AMONOLISIS REACCIONES DE AMINACION POR AMONOLISIS (cont.) C. CONVERSION DE ALCOHOLES EN AMINAS CH3OH + NH3 AlPO4 350-400 °C, 290 psi CH3-NH2 + H2O 2 CH3OH + NH3 3 CH3OH + NH3 (CH3)2-NH + 2 H2O (CH3)3-N + 3 H2O •
  88. 88. AMINACION POR AMONOLISIS REACCIONES DE AMINACION POR AMONOLISIS (cont.) C. CONVERSION DE ALCOHOLES EN AMINAS (cont.) • OH + NH3 FeCl3 T, P NH2 + H2O • -OH + NH3 NaNH3SO3 -NH2 + H2O 2-Naftol 2-Naftilamina
  89. 89. AMINACION POR AMONOLISIS REACCIONES DE AMINACION POR AMONOLISIS (cont.) D. HIDROAMONOLISIS DE COMPUESTOS CARBONILICOS Los aldehídos y cetonas se convierten en aminas por acción del NH3 en presencia de H2 y un catalizador de hidrogenación.
  90. 90. AMINACION POR AMONOLISIS REACCIONES DE AMINACION POR AMONOLISIS (cont.) D. HIDROAMONOLISIS DE COMPUESTOS CARBONILICOS (cont.) CH3-CHO + NH3 H2 NiS, WoS2 CH3-CH2-NH2 + H2O• CH3-CO-CH3 + NH3 H2 NiS, WoS2 CH3-CH-CH3 + H2O NH2 •
  91. 91. AMINACION POR AMONOLISIS REACCIONES DE AMINACION POR AMONOLISIS (cont.) D. HIDROAMONOLISIS DE COMPUESTOS CARBONILICOS (cont.) H2 • + NH3 O Ni NH2 + H2O Ciclohexanona Ciclohexilamina
  92. 92. AMINACION POR AMONOLISIS REACCIONES DE AMINACION POR AMONOLISIS (cont.) D. HIDROAMONOLISIS DE COMPUESTOS CARBONILICOS (cont.) H2 • + NH3 Ni + H2O Glucosa Glucosamina CH2-OH OH OH HO OH CHO CH2-OH OH OH HO OH CH2-NH2
  93. 93. AMINACION POR AMONOLISIS REACCIONES DE AMINACION POR AMONOLISIS (cont.) E. REACCIONES DE ADICION • + 2 NH3 + H2OCO 2 H2N-C-NH2 O Urea
  94. 94. AMINACION POR AMONOLISIS REACCIONES DE AMINACION POR AMONOLISIS (cont.) E. REACCIONES DE ADICION (cont.) • + NH3(ac) (28 %) 30-40 °C HO-CH2-CH2-NH2CH2 – CH2 O Monoetanolamina 2 CH2CH2O + NH3(ac) (HOCH2CH2)2N H Dietanolamina 3 + NH3(ac) (HOCH2CH2)3N Trietanolamina Oxido de etileno
  95. 95. AMINACION POR AMONOLISIS FACTORES FISICOS Y QUIMICOS QUE INFLUYEN EN LA AMONOLISIS 1. SOLUBILIDAD  Las sustancias solubles en amoniaco se convierten más fácilmente en aminas que las no solubles.  Se facilita la disolución aumentando la concentración de NH3 o la temperatura.
  96. 96. AMINACION POR AMONOLISIS FACTORES FISICOS Y QUIMICOS QUE INFLUYEN EN LA AMONOLISIS (cont.) 2. AGITACION  En la amonólisis en fase liquida, la velocidad de aminación depende de la homogeneidad de la mezcla reaccionante.  La agitación aumenta considerablemente
  97. 97. AMINACION POR AMONOLISIS FACTORES FISICOS Y QUIMICOS QUE INFLUYEN EN LA AMONOLISIS (cont.) 3. TIPO DE HALOGENO  Es mucho mas fácil la sustitución de los átomos de bromo que los átomos de cloro.
  98. 98. AMINACION POR AMONOLISIS FACTORES FISICOS Y QUIMICOS QUE INFLUYEN EN LA AMONOLISIS (cont.) 4. TEMPERATURA El incremento de la temperatura aumenta:  La solubilidad, y  La velocidad de reacción.
  99. 99. AMINACION POR AMONOLISIS FACTORES FISICOS Y QUIMICOS QUE INFLUYEN EN LA AMONOLISIS (cont.) 5. CONCENTRACION DE AMONIACO Las ventajas de utilizar soluciones más concentradas de amoniaco son:  La aminación es mas rápida  La conversión de la materia prima en amina primaria es más completa.
  100. 100. AMINACION POR AMONOLISIS FACTORES FISICOS Y QUIMICOS QUE INFLUYEN EN LA AMONOLISIS (cont.) 5. CONCENTRACION DE AMONACO (cont.)  Se inhibe la formación de aminas secundarias, terciarias e hidroxicompuestos.  Puede emplearse temperaturas más bajas.
  101. 101. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE CLOROBENCENO CON AMONIACO  Proceso: Aminación por amonólisis  Materia prima: Clorobenceno (C6H5Cl)  Agente de proceso: Amoniaco acuoso (28 %)
  102. 102. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE CLOROBENCENO CON AMONIACO (cont.)  Reacciones químicas: 1. Reacción química principal - Cl -NH2+ 2 NH3(ac) + NH4Cl
  103. 103. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE CLOROBENCENO CON AMONIACO (cont.)  Condiciones de operación:  Temperatura = 200-210 °C  Presión = 60-67 bar  No hay desplazamiento del equilibrio (Δn=0)  Acelera la velocidad de reacción  Mantiene al agente de proceso en fase
  104. 104. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE CLOROBENCENO CON AMONIACO (cont.)  Condiciones de operación (cont.):  Catalizador = Cu2O (cobre reductor que se oxida fácilmente)  Relación molar de reactantes = Amoniaco/Clorobenceno : 6/1
  105. 105. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE CLOROBENCENO CON AMONIACO (cont.)  Fase de reacción: Líquida  Termodinámica: La reacción es ligeramente exotérmica  Cinética: El tiempo de reacción es rápido (minutos)
  106. 106. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE CLOROBENCENO CON AMONIACO (cont.)  Sistema: Discontinuo (por las altas presiones)  Reactor: Tipo autoclave, de acero, con dispositivo de agitación.
  107. 107. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE CLOROBENCENO CON AMONIACO (cont.)  Diagrama de flujo:
  108. 108. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE CLOROBENCENO CON AMONIACO (cont.)  Descripción del proceso: • La operación se inicia cargando la materia prima y el agente de proceso al autoclaveautoclave. • Para alcanzar la temperatura de reacción, se calienta el reactor con vapor de agua a
  109. 109. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE CLOROBENCENO CON AMONIACO (cont.)  Descripción del proceso (cont.): • Los vapores que salen del sistema reaccionante, principalmente NH3, se expanden en un expansorexpansor. • Luego se enfrían en un condensadorcondensador.
  110. 110. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE CLOROBENCENO CON AMONIACO (cont.)  Descripción del proceso (cont.): • Los gases enfriados pasan a un absorbedorabsorbedor en donde se recupera la mayor parte del NH3 en forma de NH4OH. • La carga de reacción del autoclave la
  111. 111. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE CLOROBENCENO CON AMONIACO (cont.)  Descripción del proceso (cont.): • En el neutralizador se trata la carga con una solución alcalina para:  Descomponer el NH4Cl NH4Cl + NaOH NaCl + NH4OH
  112. 112. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE CLOROBENCENO CON AMONIACO (cont.)  Descripción del proceso (cont.): • En el neutralizador se trata la carga con una solución alcalina para (cont.):  Convertir el fenol en fenolato alcalino + NaOH + H2O-OH -ONa
  113. 113. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE CLOROBENCENO CON AMONIACO (cont.)  Descripción del proceso (cont.): • En una columna de destilacióncolumna de destilación fraccionadafraccionada, por arrastre con vapor de agua, se separa el amoniaco, clorobenceno, la anilina y la difenilamina.
  114. 114. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE CLOROBENCENO CON AMONIACO (cont.)  Descripción del proceso (cont.): • La porción acuosa restante que contiene disuelto el fenolato, se filtrafiltra para separar el precipitado de cobre el que se lavalava y se recicla.
  115. 115. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE CLOROBENCENO CON AMONIACO (cont.)  Descripción del proceso (cont.): • El filtrado pasa a un acidificadoracidificador donde se regenera el fenol que se recupera por destilacióndestilación de la solución acidificada.
  116. 116. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE CLOROBENCENO CON AMONIACO (cont.)  Descripción del proceso (cont.): -ONa -OH+ H+ + Na+
  117. 117. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE FENOL  Proceso: Aminación por amonólisis  Materia prima: Fenol (C6H5OH)  Agente de proceso: Amoniaco (NH3)
  118. 118. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE FENOL (cont.)  Reacciones químicas: 1. Reacción química principal -OH -NH2+ NH3 + H2O
  119. 119. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE FENOL (cont.)  Reacciones químicas (cont.): 1. Reaccione química secundaria -OH -NH2 + H2O-NH- Difenilamina +
  120. 120. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE FENOL (cont.)  Condiciones de operación:  Temperatura = 425 °C  Presión = 200 bar  Exceso de amoniaco
  121. 121. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE FENOL (cont.)  Condiciones de operación (cont.):  Catalizador = Al2O3 . SiO2 (ácido de Lewis) con promotores metálicos (cocatalizadores), como Ce, V o W.
  122. 122. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE FENOL (cont.)  Fase de reacción: Gaseosa  Sistema: Continuo  Reactor: Catalítico de lecho fijo
  123. 123. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE FENOL (cont.)  Diagrama de flujo: (Figure 3)  Descripción del proceso:
  124. 124. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE METILAMINAS A PARTIR DE ALCOHOL Y AMONIACO  Proceso: Amonólisis (Metilación gradual)  Materia prima: Metanol (CH3OH)  Agente de proceso: Amoniaco (NH3)
  125. 125. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE METILAMINA A PARTIR DE ALCOHOL Y AMONIACO (cont.)  Reacciones químicas: CH3OH + NH3 CH3-NH2 + H2O 2 CH3OH + NH3 3 CH3OH + NH3 (CH3)2-NH + 2 H2O (CH3)3-N + 3 H2O Monometilamina Dimetilamina Trimetilamina
  126. 126. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE METILAMINAS A PARTIR DE ALCOHOL Y AMONIACO (cont.)  Condiciones de operación:  Temperatura = 350-400 °C  Presión = 20 bars  Catalizador = AlPO4 o Al2O3 . SiO2 (catalizador de deshidratación)  NH3 / CH3OH > 1
  127. 127. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE METILAMINAS A PARTIR DE ALCOHOL Y AMONIACO (cont.)  Fase de reacción: Gaseosa  Termodinámica: -5 Kcal/mol  Sistema: Continuo
  128. 128. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE METILAMINAS A PARTIR DE ALCOHOL Y AMONIACO (cont.)  Diagrama de flujo: (Figure 4)
  129. 129. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE METILAMINAS A PARTIR DE ALCOHOL Y AMONIACO (cont.)  Descripción del proceso: • Es posible obtener cualquier proporción de mono-, di-, o trimetilaminas, variando las condiciones de proceso.
  130. 130. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE METILAMINAS A PARTIR DE ALCOHOL Y AMONIACO (cont.)  Descripción del proceso (cont.): • La producción de las mono y dimetilaminas se ven favorecidas por:  El incremento de la relación NH3/CH3OH  La adición de agua  La retroalimentación de la trimetilamina
  131. 131. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE METILAMINAS A PARTIR DE ALCOHOL Y AMONIACO (cont.)  Usos:  Monometilamina • Para su posterior transformación en: O = C NHCH3 NHCH3 Dimetilurea N = O CH3 N-metilpirrolidona
  132. 132. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE METILAMINAS A PARTIR DE ALCOHOL Y AMONIACO (cont.)  USOS (cont.):  Monometilamina (cont.) • Explosivos • Insecticidas • Surfactantes
  133. 133. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE METILAMINAS A PARTIR DE ALCOHOL Y AMONIACO (cont.)  USOS (cont.):  Dimetilamina • Para obtener: HCON(CH3)2 N,N-Dimetilformamida CH3CON(CH3)2 N,N-Dimetilacetamida
  134. 134. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE METILAMINAS A PARTIR DE ALCOHOL Y AMONIACO (cont.)  USOS (cont.):  Dimetilamina (cont.) • Pesticidas • Tratamiento de agua
  135. 135. AMINACION POR AMONOLISIS PRODUCCION DE METILAMINAS A PARTIR DE ALCOHOL Y AMONIACO (cont.)  USOS (cont.):  Trimetilamina • Para su transformación por carbonilación en N,N-dimetilacetamida • Biocidas • Slimicidas

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