Estructura

El ácido acrílico, también conocido como ácido 2-propenoico CH2=CHCOOH, y sus ésteres CH2=CHCOOR, también se conocen como acrilatos.

Su estructura es:

El ácido acrílico es un ácido carboxílico, incoloro, inflamable, volátil y medianamente tóxico.

Esteres como el metil, etil, n-butil, y 2-etil-hexil acrilato, así como el ácido acrílico se utilizan principalmente como polímeros. Otros ésteres, incluyendo acrilatos multifuncionales se producen para aplicaciones especiales.

Procesos industriales

Hasta hace poco, el ácido acrílico y los acrilatos se producían industrialmente vía una variedad de rutas como la hidrólisis del acrilonitrilo y el método modificado de Reppe. Sin embargo, un avance significativo en la oxidación catalítica del propeno al ácido acrílico vía la acroleína permitió remplazar los procesos originales.

El método de ERPE está basado en el acetileno y se lleva a cabo a presión atmosférica y a 40 °C en presencia de ácido y de carbonilo de níquel.

La reacción fue descubierta por ERPE en 1939 y fue utilizada por Rohm & Haas y por Toa Gosei Chemical por largo tiempo hasta que fue abandonada por las dificultades en manipular el carbonilo de níquel, tóxico y corrosivo.

El proceso Reppe a Alta Presión utilizado por BASF y Badische Corp. opera a aproximadamente 14 MPa y 200 °C con un catalizador de bromuro de níquel – cobre III.

El método de hidrólisis del acrilonitrilo es poco atractivo económicamente. Fue utilizado por Ugine Kuhlmann, Mitsubishi Petrochemical y Mitsubishi Rayon, y hasta hace poco aún era utilizado por Asahi Chemical.

El proceso por cetanos, en que el ácido acético o la acetona son pirolizados a ceteno es un proceso que en algún tiempo utilizó Celanese y B. F. Goodrich pero que ya no es utilizado.

Proceso por Oxidación del propeno

Hoy en día la mayor parte del ácido acrílico se produce a partir del propeno, que también es la materia prima de la acroleína.

El proceso por oxidación del propeno involucra la oxidación catalítica heterogénea del propeno en fase vapor con aire y vapor para dar el ácido acrílico. Generalmente el producto que sale del reactor es absorbido en agua, extraído con un solvente apropiado y destilado para dar el ácido acrílico glacial grado técnico

Usos y aplicaciones del ácido acrílico y sus derivados

El ácido acrílico

El ácido acrílico se usa como intermediario en la producción de acrilatos. Los polímeros del ácido y sus sales sódicas se utilizan como floculantes y dispersantes. Las sales de sodio tienen importancia industrial

Las poliacrilamidas y el ácido poliacrílico

La masa molecular del polímero es un factor clave para determinar su uso específico para una aplicación. Los polímeros de masas moleculares inferiores a 20 000 se utilizan como secuestrantes. Los polímeros con masa molecular entre 20 000 y 80 000 se utilizan como agentes de dispersión de pigmentos. Los polímeros con masas moleculares entre 1,000,000 y 10,000,000 se utilizan como agentes para terminado textil y como ayudas de retención para fabricación de papel. Las masas moleculares que exceden los 10,000,000 se utilizan como floculantes o agentes de espesamiento. Polímeros de mayor peso molecular o entrecruzados se utilizan como absorbentes de fluidos.

El ácido poliacrílico soluble en agua y sus sales neutralizadas con masas moleculares de entre 2000 y 5000 se utilizan como inhibidores de sarro, dispersantes de lodos, dispersantes en sistemas de enfriamiento, como fillers en materiales para pigmentos o recubrimiento de papel.

Los homo o co-polímeros del ácido acrílico y el ácido metacrílico y sus mezclas con hasta el 10% en peso de alquil acrilato se utilizan para prevenir la redeposición de materiales en formulaciones de detergentes líquidos.

Los copolímeros con pequeñas cantidades de grupos hidrofóbicos son útiles para fluidos de perforación. Los fluidos son reformulados para dar una viscosidad inicial que es retenida por largos periodos a altas temperaturas y presión.

El poliacrilato de sodio entrecruzado se utiliza como absorbente en pañales, productos para incontinencia, productos de higiene femenina y absorbente en cables de trasmisión.

Los polímeros del ácido acrílico o del metacrílico neutralizados a mas de 50% mol, se pueden usar para mampostería por su alta retención de agua y alta viscosidad.

Un polímero del ácido acrílico, absorbente y entrecruzado se puede utilizar en formulaciones de tabletas de administración oral por su capacidad de liberar de forma sostenida el principio activo.

Una mezcla de partículas de polímero aniónico del ácido acrílico o metacrílico y sus sales solubles y polímeros catiónicos de amino acrilato se utiliza como adhesivo para pasta para muros para reducir la absorción del agua.

El ácido poliacrílico entrecruzado se utiliza como resina de intercambio catiónica.

Algunas aplicaciones en desarrollo incluyen el ligeramente entrecruzado poli(N-isopropilacrilamida) que es un hidrogel con transición de fase a 31 °C. Se supone que esta propiedad puede ser útil en separaciones como la de la proteína de soya de su extracto acuoso o en la administración controlada de fármacos.

El balance entre grupos hidrofóbicos e hidrofílicos en la poli(N,N-dimetilacrilamida) y los copolímeros de la N,N-dimetilacrilamida con otros monómeros solubles en agua hacen de estos productos solubles en un amplio rango de solventes. Esto sugiere su potencial uso como espesantes en formulaciones con altas concentraciones de químicos orgánicos El homopolímero es soluble con poli(vinil acetato), poli(metil metacrilato), y poliestireno.

Algunos copolímeros pueden servir como compatibilizadores de polímeros.

Los poliacrilatos

Los ésteres acrílicos se utilizan para la producción de polímeros (poliacrilatos). Estos polímeros se utilizan para recubrimientos, pinturas, adhesivos, ligantes para piel, papel y textiles.

Las principales aplicaciones de los ésteres acrílicos son:

Pinturas para Arquitectura – por su buena pigmentabilidad y propiedades de película se utilizan como dispersión polimérica y adhesivo para pinturas. Las dispersiones copoliméricas de vinil ester tienen propiedades reológicas favorables para material de recubrimiento. Las dispersiones de copolímeros de acrilato usualmente contienen emulsificantes y pueden ser extendidos con pigmentos, pero requieren auxiliares para mejorar su reología. Los copolímeros con alto contenido de estireno tienden a tomar el color amarillo con la luz UV y por lo tanto solo se utilizan para pinturas de interiores. Las dispersiones de acrilatos puros se utilizan en pinturas brillantes.

Recubrimientos y lacas – Los metales usualmente se recubren con una capa de primer y una capa de solvente La tendencia es usar capas con alto contenido de polímero para reducir las emisiones del solvente.

En la industria automotriz usualmente se aplican tres capas: una primer primer base agua que sirve para proteger contra la corrosión, una capa intermedia (filler) que compensa por irregularidades en el substrato, y una capa superior pigmentada metálica que consiste de una base de pigmento aluminizado y coloreado. En las tres capas pueden usarse potencialmente mezclan con acrilatos.

Sistemas curables con radiación. En estos métodos los monómeros y oligómeros son curados y endurecidos por medio de exposición a radiación, usando usualmente luz UV. Su aplicación principal está en el recubrimiento de madera, papel y plásticos.

Industria del papel - Los papeles de alta calidad se recubren con pigmentos para mejorar su calidad de impresión, apariencia, brillo y otras propiedades.

Adhesivos y compuestos de sellado – adhesivos de laminación, adhesivos sensibles a la presión, adhesivos para construcción y compuestos de sellados son producidos de poliacrilatos.

Industria textil – se utilizan como polímeros de emulsión, por ejemplo como adhesivos para teñido o impresión.

Industria de la piel o el cuero – la superficie de la piel se trata para hacerla hidrofóbica y para evitar que se cuartee o rompa.

Como se puede observar, la versatilidad del ácido acrílicos y sus derivados es muy amplia y existen aplicaciones en los mas variados campos y aún muchas más en desarrollo.

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Proveedores de ácido acrílico

Proveedores de acrilatos

Descripción del equipo de una planta refinadora de biodiesel

Tanque de pretratamiento de aceite vegetal

Un tanque de precalentamiento con bomba de carga, de acero al carbono, diseñado con aislamiento externo para efecto térmico y calefaccionado interno por serpentina conductora de vapor a 105ºC de temperatura y a 4 kgs/cm2 de presión, para acondicionamiento del aceite vegetal y su posterior incorporación al proceso de transesterificación en el reactor. Capacidad total 550 litros, de 420 litros reales de capacidad de producción de biodiesel por hora. Si bien la operación de la planta es manual, la carga del primer tanque se limita mediante un elemento sensor de control de nivel mediante flotantes con comando eléctrico para el corte automático, a fin de no introducir más producto que el necesario.

Reactor de Metóxido

Un reactor de metóxido de construcción metálica y canasto de malla fina interna para escamas del catalizador, para la correcta dosificación y preparación del metóxido, dentro del cual reaccionan en las proporciones que correspondan el acohol metanol y el catalizador hidróxido de sodio en escamas, denominándose al producto que forman entre ellos metóxido de sodio. Este reactor cuanta además con su correspondiente tolva de carga, bomba centrífuga con motor eléctrico blindado y demás accesorios.

Reactor para la transesterificación

Un reactor de Biodiesel para la transesterificación entre el aceite y el alcohol en presencia del catalizador, con capacidad para la transesterificación de hasta 420 (cuatrocientos veinte ) litros de biodiesel por cada batch realizado, estimándose la duración de cada batch en una hora. Este tanque posee una estructura reforzada de acero al carbono, con tapa superior de inspección, sometido a prueba hidráulica de cinco (5) Bar, con revestimiento para efecto térmico y chapa exterior de cierre, con sistema de calefaccionado interno por serpentina conductora de vapor a 105 Cº y 4 kgs/cm2 de presión de trabajo, con su correspondiente bomba de carga de fluidos, bomba de trasvase y todos los demás accesorios de montaje e instrumentación necesaria.

Su exterior se encuentra pintado con pintura epoxídica apta para combustibles.
El reactor logra una conversión cercana al 100% del aceite incorporado, sin necesidad de un lavado posterior del biodiesel.

Tanques de decantación del biodiesel y glicerol

Cinco tanques de decantación, con aislamiento térmico, construidos con chapas de acero al carbono, con el fin de realizar el reposo y la decantación por separación de fases por diferencia de densidades del metilester, obteniéndose el producto principal Biodiesel y como subproducto Glicerol. Estos tanques se proveerán especialmente acondicionados y tienen una tolva a 45ºC con salida mediante brida de 1,1/2” a los efectos de una mejor extracción del glicerol, una vez separadas las fases por densidad. Están equipados con una bomba de descarga del biodiesel ya decantado.

Unidad de filtrado de biodiesel

Una unidad filtrante para biodiesel de diseño especial, tipo canasto con malla lavable, equipado con filtro de gran eficiencia con el fin de lograr un filtrado de 10 micrones de espesor de las partículas, lo que garantiza un total y óptimo destilado del biodiesel elaborado.

Unidad de filtrado de aceite vegetal

Una unidad filtrante para aceite vegetal de diseño especial, tipo canasto con malla lavable, equipado con filtro de gran eficiencia con el fin de lograr un filtrado de 10 micrones de espesor de las partículas, lo que garantiza un total y óptimo filtrado del aceite antes de ingresar al tanque de pretratamiento.

Caldera

Una caldera productora de vapor de aproximadamente 250 kg por hora, de tipo horizontal, metálica y auto portante, con capacidad para entregar a los procesos que así lo requieran aproximadamente 120,000 calorías-hora, a una temperatura de 105ºC de agua.

La caldera se entregará completa, con bomba y quemador apto para el uso de biodiesel, gasoil, o gas, según necesidades y disponibilidades en la localización de la planta.

Con sistema de seguridad, control de funcionamiento e instrumentación y con dos bombas de agua (una operativa y una en stand by).

Tablero eléctrico

Un tablero de comando de operaciones equipado con dispositivos de control y seguridad. La planta se provee con toda la instalación eléctrica completa, es decir que en el galpón o nave industrial donde se instalará la planta, solamente se requiere contar con un tablero general. La planta posee su propio tablero de alimentación, con entrada de corriente eléctrica trifásica de 3 x 380 Volts – 50 HZ. ó 3 x 440 Volts – 60 Hz. (variables según requerimientos técnicos), inclusive también se proveen las bandejas metálicas portacables, sus correspondientes elementos de fijación, salidas estructurales, mangueras metálicas flexibles de conexionado, todo el cableado correspondiente y todos los conectores necesarios para una segura instalación eléctrica.

También se proveen con la planta, todos los sistemas de arranque y de protección de los motores de las bombas, cada uno con su botonera independiente para su accionamiento. Es decir que contando solo con el tablero que corresponde al galpón, todo el resto de la instalación eléctrica, inclusive el cableado completo y bandejas portacables, son equipamiento de provisión normal. La potencia de alimentación requerida es del orden de 5 KWH.

Instrumentos

Válvulas de seguridad, termómetros de contacto, manómetros y otros elementos y accesorios necesarios para la instalación, montaje, control y seguridad del proceso.

IMPORTANTE

En caso de no utilizarse aceite de buena calidad o utilizar aceite usado, e incluso para mejorar notablemente la calidad del Biodiesel, recomendamos colocar al final del proceso de producción una centrifugadora de 500 litros hora, que separa el Biodiesel del Glicerol, impurezas y posible metanol residual, limpiando el Biodiesel sin necesidad de agua para realizar un lavado. Haciendo el proceso de centrifugado, no solo se retienen sólidos, sino que además se clarifica y purifica el biodiesel.  

Opción de automatización de una planta refinadora de biodiesel

Continuando con la permanente actualización e incorporación de tecnología, como equipamiento opcional hemos diseñado la operación automatizada de la planta.

A la planta básica de operación manual, se le agregan:

Proveedores de proyectos de ingeniería de plantas refinadoras de biodiesel

Para buscar proveedores o empresas que realizan proyectos de ingeniería de plantas refinadoras de biodiesel, solicitar una cotización o precio de proyectos de ingeniería de plantas refinadoras de biodiesel o más información, visite nuestro buscador de la industria.

A continuación le presentamos a Biodiesel del plata, proveedor de proyectos de ingeniería de plantas refinadoras de biodiesel:

Biodiesel del Plata, es una empresa nacional joven creada para desarrollar la producción de biodiesel en Argentina y el mundo.

Desde hace más de cinco años trabajan en desarrollo y fabricación de plantas elaboradoras de biodiesel y están asociados a dos de las más importantes empresas dedicadas al desarrollo de la Industria Oleoquímica.

Conozca el Perfil, Productos y Dirección de Biodiesel del Plata.

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Características de una planta refinadora de biodiesel

El epoxidado de soya

El epoxidado de soya es un triglicérido mixto epóxico que pertenece a la familia de los esteres epóxicos; su nombre genérico es aceite epoxidado de soya y en inglés es conocido como ESO o ESBO (epoxidized soybean oil). Usualmente se presenta como un líquido amarillo claro y se utiliza como agente plastificante, dispersante o enmascarante en formulaciones o compuestos de policloruro de vinilo (PVC), pigmentos o tintes.

Algunas especificaciones técnicas:

Características Químicas

Proceso de obtención del aceite epoxidado de soya

El aceite epoxidado de soya se obtiene por medio de un proceso por lotes, el cual se lleva a cabo a presión atmosférica. Durante la reacción la carga de los reactivos se realiza aplicando vacío, a excepción del peróxido de hidrógeno, el cual se dosifica por gravedad al interior del reactor, por lo que se cargan en primer lugar con vacío el aceite de soya, heptano y ácido fórmico. Después por medio de un serpentín se aplica vapor para calentar los reactivos a 50 grados centígrados, se detiene el calentamiento y por gravedad se inicia la dosificación del peróxido de hidrógeno lentamente, ya que la reacción es exotérmica. La temperatura se controla al alimentar agua de enfriamiento al serpentín. Al término de la dosificación se inicia la verificación del avance de la reacción por medio de análisis químicos periódicos hasta que el índice de yodo indica la finalización de la reacción, se enfría el sistema, se elimina la fase acuosa y se neutraliza la acidez del producto. La eliminación de humedad y solvente se lleva a cabo mediante calentamiento y aplicación de vacío al sistema.

Usos y funciones

El aceite epoxidado de soya se utiliza como plastificante o co-estabilizador en las formulaciones de productos de PVC y sus copolímeros, al reforzar la acción de los estabilizadores base, evitando que el PVC se degrade durante los diferentes procesos de transformación. También se utiliza como un medio de dispersión de pigmentos y como un agente enmascarante de ácido en compuestos de tinta de soya; es compatible con hule clorado, nitrocelulosa, neopreno y emulsiones de PVC y PVA (acetato de polivinilo).

El aceite epoxidado de soya en la fabricación de compuestos de PVC

El aceite epoxidado soya se realiza en primera instancia para evitar la reacción del aceite durante el proceso de formación del PVC; éste epóxido confiere al PVC estabilidad al calor y a la luz además, al tener volatilidad nula, es resistente a la extracción en medios acuosos e hidrocarburos; en términos industriales optimiza los costos en el rendimiento al ser mezclado con los plastificantes primarios, estabilizando el producto final, así como aumentando la acción sintética de éstos; además, durante la fabricación, actúa como un excelente lubricante interno y mejora el mojado de los pigmentos.

Químicos y Resinas Ltda. es líder en el suministro de productos para la industria, respondiendo a las exigencias del mercado en términos de medio ambiente, enfoque al cliente, precio, simplicidad y calidad y cantidad de los productos.

Sus productos destacados incluyen: soda cáustica China en escamas, glicerina USP, sulfato magnesico potasico y epoxidado de soya, por mencionar algunos.

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