Obtencion del carbonato de glicerol a partir de glicerina y urea mediante el empleo de catalizador heterogeneo oxido de cobre soportado en gama alumina (CUO/ Y -AI203)

Abstract

Con la producción actual de biodiesel mediante la reacción de transesterificación se obtiene como subproducto la glicerina, hecho que ha ocasionado un descenso en los precios de este compuesto, lo que ha originado un interés en usarlo como materia prima intermedia en la generación de compuestos de alto valor agregado, por ejemplo carbonato de glicerol. El carbonato de glicerol (CG) es un derivado de la glicerina que ha mostrado un amplio espectro de uso lo que ha motivado investigaciones en las posibles rutas de síntesis mediante el empleo de la catálisis heterogénea y de esta manera establecer condiciones adecuadas de operación para la obtención de altos rendimientos y mínimo uso energético. El CG posee un radical hidroxilo que lo diferencia de otros carbonatos orgánicos y debido a su estructura química presenta baja solubilidad en agua (1 y 10%), bajo índice de evaporación e inflamabilidad, baja toxicidad y su alta biodegradabilidad, propiedades que lo convierten en una sustancia amigable con el ambiente y perteneciente a los compuestos verdes. En el presente trabajo de investigación se estudió la producción de carbonato de glicerol (CG) vía glicerolisis de urea. Se realizó a través de un reactor tipo batch con una relación másica entre glicerol y urea de 201,6:160 y empleando como catalizador el óxido de cobre soportado en gamma alúmina (CuO /γ-Al2O3) calcinado. El medio de reacción se completó usando 4L/min de aire como gas de arrastre para el amoniaco generado como subproducto de la reacción. Se estableció como variable de respuesta del diseño experimental el rendimiento del carbonato de glicerol o rendimiento de la muestra (RM) para comprobar que la hipótesis alternativa es la verdadera. Las temperaturas que se manejaron en esta investigación fueron desde 110°C hasta los 160°C con unos tiempos de retención de 1 h, 3 h y 5 h. Los resultados mostraron que la conversión alcanza su punto máximo en 160°C con un tiempo de retención de 5 h y el rendimiento llega a su punto máximo a los 160°C con un tiempo de retención de 5 h.

With the current production of biodiesel by transesterification reaction it is obtained as a by-product glycerin, a fact that has caused a decline in prices of this compound, which has led to an interest in using it as an intermediate raw material for the generation of compounds of high value added, for example glycerol carbonate. Glycerol carbonate (CG) is a derivative of glycerine which has shown a wide spectrum of use which has motivated research in the possible routes of synthesis by the use of heterogeneous catalysis and thus establish appropriate operating conditions for the high yields and low energy use. CG has a hydroxyl radical which differentiates it from other organic and due to its chemical structure carbonate has low water solubility (1 and 10%), low rate of evaporation and flammability, low toxicity and high biodegradability properties that make a friendly substance to the environment and compounds belonging to the green. In the present research the production of glycerol carbonate (GC) was studied via glycerolysis of urea. It was performed through a batch type reactor with a mass ratio between glycerol and urea 201.6: 160 and using as catalyst copper oxide supported on gamma alumina (CuO / γ-Al2O3) calcined. The reaction was completed using 4L / min of air as carrier gas for ammonia generated as a byproduct of the reaction. It was established as a response variable experimental design performance glycerol carbonate or performance of the sample (RM) to verify that the alternative hypothesis is true. Temperatures handled in this research were from 110 ° C to 160 ° C with retention times of 1 h, 3 h and 5 h. The results showed that the conversion peaks at 160 ° C with a retention time of 5 h and performance reaches its peak at 160 ° C with a retention time of 5 h.