Artículo de revisión Producción Producción acetato de isoamilo isoamilo
Universidad Nacional de Colombia Facultad de ingeniería Departamento de ingeniería química a y ambiental
Producción acetato de isoamilo Andrés Esteban Granada Zapata Zapata a, Meliza Plazas González b, Alejandro Ramos o!ór"uez c, #ebastián Rojas Pérez d, Ed$in %ernando #anabria e mbplazas&'unal(e 'unal(edu(co du(co,, aegr anadaz@u aegranad az@unal. nal.edu. edu.co co , bmbplazas& d c
[email protected] joaramosbo@un al.edu.co,, seroja serojaspe spe@gmai @gmail.co l.com m, e
[email protected] edfsanabr
[email protected] du.co
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Resumen En el presente trabajo se realiza el análisis, la síntesis y el diseño del proceso de producción de acetato de isoamilo deniendo la mejor alternativa de ruta uímica así como las estrategias y secuencias de separación. El acetato de isoa isoami milo lo es un líu líuid ido o clar claro o con con olor olor cara caract cterí eríst stic ico o a bana banano no,, prod produc ucid ido o principalmente por estericación de alco!ol isoamílico con ácido ac"tico y el cual es utilizado principalmente como solvente directo en la industria de lacas y pintu pinturas ras,, en donde donde empie empieza za a reemp reemplaz lazar ar disolv disolvent entes es clásic clásicos os como como el acetato de #utilo $%&'(, )*+), tambi"n se usa en la industria farmac"utica como solvente e-tractor y puede llegar a servir como materia prima para la fabricación de fragancias y cosm"ticos.
Abstract n t!is t!is /or0 /or0 t!e t!e analys analysis, is, synt!e synt!esis sis and design design of t!e t!e produ producti ction on proce process ss isoamyl acetate dening t!e best alternative c!emical route and t!e strategies and seuences of separation is performed. 1!e isoamyl acetate is a clear liuid /it! /it! c!arac c!aracter terist istic ic smell smell of banan bananas, as, mainl mainly y produ produced ced by esteri esterica catio tion n of isoamyl alco!ol /it! acetic acid and /!ic! is used mainly as a solvent direct industry &aint/or0, /!ere it starts to replace traditional solvents suc! as #utyl acetate $%&'s, )*+), also used in t!e p!armaceutical industry as a solvent e-tractor and can potentially serve as ra/ material for t!e manufacture of fragrances and cosmetics.
Introducción En el aspecto económico la producción de 2cetato de 2milo se centra centra princi principa palme lmente nte en Estado Estadoss 3nidos ue cubre prácticamente la
totalidad de la demanda en el mundo y donde presenta un crecimiento de cerca del 4*5 entre +64* y el )**)7 en materia de consumo de acetato de amilo, para el )*++ solo se reporta en 2m"rica +
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del %orte y en Europa 8ccidental. $8E'9 (9( , )**:. ;a variedad de usos ue presenta el 2cetato de 2milo !ace incrementar el n
El objetivo del proyecto es encontrar un m"todo de producción del acetato de isoamilo por lo tanto se !izo una revisión bibliográca acerca del producto y de los procesos disponibles en la industria. &rimero se !izo un análisis de las posibles rutas uímicas y se seleccionó la más viable de acuerdo a una matriz de decisión. En el reporte de diseño se muestras los criterios de selección y se e-plican cada una de las rutas uímicas con su debida ponderación. "abla # atri$ de decisión rutas químicas %&laboración propia'
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&ara el sistema de separación se realizó una matriz de selección con tres posibles rutas de separación. En el reporte de diseño se muestran las rutas, los criterios de selección y su debida ponderación. "abla ( atri$ de decisión sistema de separación %&laboración propia'
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!todo
9icultad de la separación 9isponibilidad de la cin"tica ?acilidad de las condiciones de operación Economía del átomo y proceso 'ontrol e
impacto ambiental 1otal
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Descripción del producto ;os acetatos naturales como el acetato de etilo y el acetato de isoamilo natural son obtenidos a partir del ácido ac"tico y su respectivo alco!ol. (on líuidos incoloros con un aroma característico debido a su alta pureza y el origen natural de las materias primas son ideales para usar en procesos farmac"uticos, alimentos, esencias y perfumería. El acetato de isoamilo tambi"n conocido como acetato de isopentilo $ver gura + se obtiene de forma natural de algunas frutas como el plátano $banana y las peras. 2 pesar de ello se sintetiza tambi"n articialmente, mediante una reacción catalizada en medio ácido entre el alco!ol isoamílico y el ácido ac"tico glacial.
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Figura # &structura molecular acetato de isoamilo
Es un líuido incoloro ligeramente soluble en agua pero muy soluble en la mayoría de solventes orgánicos $ver propiedades en la tabla >. El producto vendido comercialmente tiene una pureza mayor al 665. $98A, )*+* "abla ) Propiedades +ísicas acetato de isoamilo %APA'
&eso molecular &unto de ebullición &unto de fusión &unto de inDamación 1emperatura de autoignición 9ensidad relativa 9ensidad de vapor (olubilidad en agua
+>*.) +=4.:B' C+**B' )4B'
aromatizante de ciertos productos como refrescos. (e usa como solvente $por ejemplo de la nitrocelulosa, en la elaboración de perfumes y en esencias articiales de frutas. (e emplea como feromona ue es capaz de atraer a las abejas melíferas. ;a capacidad de disolver la nitrocelulosa !ace ue fuese empleado en los primeros tiempos de la industria aeronáutica. 9ebido a su intenso olor se suele emplear para testear la eciencia de los respiradores en las máscaras de gas. Riesgos %Departamento de ,alud y ,ervicios para Personas ayores de Ne- .ersey / (001' •
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>:*B' *. =.4 *.)4 grF+**m;
En 'olombia el mayor productor de acetato de isoamilo es (ucroal, el cual se obtiene por una estericación de alco!ol amílico e isoamilico con ácido ac"tico. (e comercializa en tambores por +*0g y a granel en carrotanues. $(ucroal, )*+= Aplicaciones y usos
Es
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El acetato de isoamilo puede afectar al ser in!alado. El contacto puede irritar la piel y los ojos. Gespirara acetato de isoamilo puede irritar la nariz, la garganta y los pulmones. ;a e-posición a altas concentraciones de acetato de isoamilo puede causar dolor de cabeza, somnolencia, mareo, sensación de desvanecimiento, cansancio y desmayo. El contacto prolongado o repetido puede secar la piel y causar agrietamiento El acetato de isoamilo es un líuido inDamable y presenta peligro de incendio
anipulación y almacenamiento %Departamento de ,alud y ,ervicios para Personas ayores de Ne- .ersey / (001' •
El acetato de isoamilo no es compatible con metales, agentes o-idantes $tales como los percloratos, peró-idos, >
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permanganatos, cloratos, nitratos, cloro, bromo y D
De2nición 3olumen de Producción
(e realizó un estudio económico ue se presenta plantas productoras y estudios de oferta y demanda en el mundo7 como primer criterio se toma el volumen de producción de la menor planta ue se encuentre en operación ue seg
corresponde a 'loroEtilo con :*** tFaño $apro-. +>.4 HH lb en capacidad instalada, por tanto la planta operará a esta velocidad de Dujo de acetato de isoamilo. "abla * Capacidad instalada de Compa4ías que producen Acetato de Isoamilo %A5I6UI/ (001' "abla 1 Capacidad instalada de Compa4ías que producen Acetato de isoamilo %A5I6UI/ (001'
Compa4ía
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Precios
;os &recios del 2cetato de 2milo así como del 2lco!ol 2mílico son controlados por 98A ya ue al modicar sus precios de venta impacta de manera considerable el mercado $'(, )**=, los precios reportados en '( para el acetato de amilo y sus materia primas se encuentran en la siguiente tabla. "abla 8 Precios acetato de isoalimo y sus materias primas %ICI,/ (00*'
,ustancia química
U,97"on
2cetato de amilo 2cetato de isoamilo 2lco!ol amílico 2lco!ol isoamilico Icido ac"tico glacial 2ceite fusel
+6=,6 )44:,4 66>,6 )++4,= +=4> +)*,=*
'omo se puede observar la diferencia de precios entre el aceite fusel y el alco!ol isoamilico, conrma lo ue se !abía planteado con anterioridad al decir ue el proceso es más viable y rentable económicamente si se parte de la producción del alco!ol isoamilico tomando como materia prima de este proceso previo el aceite fusel.
Discusión ;a viabilidad del proceso determina el factor de mayor ponderación en la industria a la !ora de desarrollar =
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el diseño conceptual de procesos y nalmente la eventual implementación en planta. ;a economía del proceso en cuanto a euipos, corrientes, separaciones representan el nucleo del diseño despu"s de la reacción. ;os usos y demanda del acetato de isoamilo lo colocan en una buena posición y signica un buen acercamiento !acia el análisis de procesos.
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4++C4+4.
Conclusiones •
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;a producción de acetato de isoamilo es de gran importancia para el área de alimentos, cosm"ticos y fármacos. En 'olombia el mayor productor de acetato de isoamilo es sucroal, en el cual utilizan el fusel y el ácido ac"tico para la obtención de una mezcla de acetatos. &or costos es mejor producir acetato de isoamilo a partir de fusel en comparación con el alco!ol isoamilico con un 665 pureza debido a sus costos. (e debe tener un control en la manipulación y distribución del acetato de isoamilo debido a los riesgos ue este puede ocasionar
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