Innovative reaction systems for acetal (1,1 diethoxy butane) production from renewable sources

Abstract

En la presente tesis doctoral se ha estudiado la reacción de acetalización entre el etanol y el butanal utilizando como catalizadores ácidos resinas de intercambio iónico. Compuestos oxigenados como los acetales prometen ser buenos candidatos para su utilización como aditivos en combustibles diesel al mejorar su índice de cetano, al mismo tiempo que mejoran su estabilidad a la oxidación y disminuyen las emisiones de óxidos de nitrógeno. La gran ventaja de este acetal es que tiene un origen potencial totalmente renovable, ya que el alcohol se puede obtener por vía fermentativa mientras que el aldehído se puede obtener bien a partir de la deshidrogenación de su correspondiente alcohol, o bien por la oxigenación parcial de éste último.

Este tipo de reacciones presentan grandes límites termodinámicos obteniéndose bajas conversiones en sistemas de reacción convencionales. En la presente tesis se ha realizado un estudio cinético en un reactor discontinuo para luego estudiar y comparar dos alternativas innovadoras: la destilación reactiva y el uso de reactores de membranas. Se ha llevado a cabo tanto un estudio experimental como de modelado de ambos sistemas reaccionantes.

Finalmente, para poder comparar ambos sistemas se ha realizado un estudio de ingeniería de procesos estimando los costes de cada alternativa a escala industrial y así poder establecer la mejor alternativa.