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Centro tecnológico
Proceso de producción ecológico para la polimerización del isobuteno catalizada por AlCl3 inmovilizado
El AlCl3 es uno de los catalizadores de Friedel-Crafts ampliamente utilizados en la industria química y en el refino del petróleo; presenta excelentes propiedades catalíticas en reacciones como alquilación, acilación, isomerización de alcanos, craqueo y polimerización. Sin embargo, debido a su fuerte corrosividad, la dificultad para separarlo del producto, la generación de grandes cantidades de aguas residuales y residuos sólidos durante la producción, que provocan contaminación ambiental, su uso se ha visto cada vez más restringido. El equipo del proyecto ha desarrollado un catalizador de cloruro de aluminio tricloruro altamente eficiente soportado sobre un material sólido, utilizando como soporte una alúmina γ con estructura bimodal y preparado mediante un novedoso método en dos etapas. Este catalizador, partiendo de una fracción C4 que contiene entre 20 y 50% en peso de isobuteno, permite obtener PIB de bajo peso molecular con una masa molecular media de 500 a 1500 mediante un proceso de reacción en lecho suspendido en condiciones moderadas.
Las características del proceso de polimerización de PIB catalizado con AlCl3 inmovilizado son las siguientes:
(1) En el proceso tradicional de catalización con AlCl3 para la reacción de PIB, después de la reacción es necesario separar el catalizador del producto, lo que requiere etapas unitarias como lavado con álcali y lavado con agua. En cambio, el nuevo catalizador soportado se separa fácilmente del producto, lo que permite eliminar las etapas de lavado con álcali y lavado con agua, reduciendo así el proceso de tratamiento original en cerca de un 10% a un 30%. Además, este método no genera aguas residuales ni residuos sólidos, por lo que no contamina el medio ambiente.
(2) El catalizador tradicional de AlCl3 causa una corrosión severa en los equipos, mientras que el nuevo catalizador soportado presenta una corrosión menor en los equipos y requiere menores exigencias en cuanto a protección contra la corrosión.
(3) Los nuevos catalizadores soportados pueden producir PIB con una distribución de pesos moleculares más estrecha, lo que mejora la calidad del producto y permite un control preciso del peso molecular. Basta con ajustar algunos parámetros del proceso de polimerización para sintetizar productos de PIB con pesos moleculares variables (entre 500 y 2000). En cambio, los productos de PIB obtenidos con el sistema catalítico tradicional a base de tricloruro de aluminio presentan una distribución de pesos moleculares más amplia y, si no se controla adecuadamente, su tonalidad tiende a ser amarillenta.
(4) Los catalizadores tradicionales tienen una vida útil corta y son desechados tras finalizar una sola reacción; en cambio, los nuevos catalizadores soportados sobre un material sólido presentan una vida útil prolongada, buena estabilidad y fácil regeneración. Pueden utilizarse durante largos periodos, con una vida útil superior a 1000 horas, y los catalizadores regenerados pueden seguir utilizándose.