PRODUCCIÓN DE AMINAS A NIVEL INDUSTRIAL
Las aminas son productos orgánicos de una importancia destacada en la industria tal commo en la industria para producción de Son importantes para la producción de insecticidas herbicidas, productos detergentes ,productos farmacéuticos productos farmacéuticos ,herbicidas , colorantes uno de los principales productos es la fabricación de la añilina que es materia prima para otros productos industriales
COMO SE LLEVA UN PROCESO A NIVEL INDUSTRIAL Estos son parametros que se toman en cuenta cuando se desea llevar un proceso a nivel industrial
Diseño de un proceso Lo primero que debe surgir es la idea, esta puede provenir de una persona afiliada a la empresa, del departamento de investigación y desarrollo o del directorio de la compañía y la misma surge como una necesidad bien sea de producir o mejorar un producto químico de importancia comercial o la de proveer un producto inexistente, para ese momento, en el mercado. Naturalmente, esta idea tiene que estar respaldada por la potencialidad de la empresa de erigir una nueva planta, repotenciar o modificar las instalaciones existentes, tener acceso a las materias primas tanto del punto de vista geográfico como el económico y por supuesto tener garantía de mercado. Una vez que la idea es aprobada, pasa al departamento de investigación y desarrollo donde un equipo calificado de especialistas en el campo, procede a revisar la literatura existente, referencias, publicaciones y patentes y a realizar todas las consultas indispensables para garantizar el éxito de la idea; seguidamente, se harán los estudios de factibilidad técnica y económica. Si esta evaluación resulta favorable se procederá a efectuar los estudios a nivel de
laboratorio con el objeto de optimizar los diferentes parámetros cinéticos y termodinámicos. Con estos datos, el Ingeniero de Procesos procederá a hacer los diseños preliminares de planta de manera secuencial, a escala semipilóto, piloto e industrial hasta que se construye la planta industrial.
Evaluación de un proceso Resulta bastante útil desarrollar un conjunto de estrategias en que considere los diferentes caminos de reacción para obtener un producto deseado. La evaluación de las posibilidades económicas y técnicas es una tarea continúa durante el curso de cualquier proyecto industrial de investigación o desarrollo. La evaluación que se estudia aquí se encuentra en la etapa conceptual. No es un procedimiento de evaluación formal sino un método de la visualización de la idea de un proceso antes de iniciar cualquier trabajo serio sobre investigación bibliográfica o de laboratorio. La estrategia incluye la consideración de todas las diversas opciones disponibles, esperando abarcar no solo los procedimientos obvios bien conocidos, sino también las posibilidades poco comunes. análisis económico aproximado y una consideración de la posibilidad técnica basada en el conocimiento de la reacción o de reacciones similares, Estas evaluaciones no tienen por objeto obstruir la creatividad, sino simplemente evitar trabajo inútil en un plan que puede resultar no económico o que no tenga posibilidades de éxito. Considérese como ejemplo el desarrollo de un proceso para la fabricación industrial de etilamina. Un primer paso sería la de elaborar un listado de todas las reacciones posibles que nos podrían dar este producto . 1.) CH3CH2Cl + 2 NH3------- CH3CH2NH2 + NH4Cl 2.) CH3CN + 2 H 2----------------- CH3CH2NH2 3.) CH3CH2NO2 + 3 H2--------- CH3CH2NH2 + 2 H2O 4.) CH3CHO + NH2OH + 2 H 2--------- CH3CH2NH2 + 2 H2O 5.) CH3CHO + NH3 + H2---------- CH3CH2NH2 + H2O 6.) CH3CH2OH + NH3------------ CH3CH2NH2 + H2O 7.) CH2=CH2 + NH3--------------- CH3CH2NH2 8.) CH3CH3 + ½ H2 + ½ N2 -------CH3CH2NH2
Los procesos insustriales deven cumplir con las siguientes condiciones:
-Optimización de parámetros (P, T, solvente, catalizador, tiempo), estudios cinéticos, estudios -Producir un producto químico de importancia comercial -Accesibilidad a la materia prima tanto geográfico como económico -Deben ser óptimos los parámetros cinéticos y termodinámico -El rendimiento -La conversión
AMINACIÓN
La animación es el proceso de introducción del grupo amino (-NH2) dentro de un compuesto orgánico existen muchos métodos
Animación por reducción : reducción del grupo nitro (NO2)en grupo amino(Metilaminas)
Amono lisis : sustitución de grupos lábiles(OH,Cl) por el grupo amino(NH2)
Reducción de nitrilos: transformación del grupo CN por e grupo
Animación a nivel industrial se utiliza para la fabricación de productos importantes como la anilina,que a la vez es materia prima para la fabricación de otros compuestos; metilamina,diaminaetnolamina exanometil diamina
AMINAS DE INTERES INDUSTRIAL
AMINAS DE CADENA LARGA Las aminas tetra sustituidas o sales de amonio cuaternario que tienen en su estructura una o dos cadenas hidrocarbonadas largas tienen propiedades tenso activos . N(CH 3)3 Cl
+
Sus principales aplicaciones son como: - desinfectantes Debido a su poder antiséptico, bactericida y alguicida (inhiben el crecimiento de organismos Monocelulares como las bacterias y las algas). Las moléculas se orientan en la interface entre la membrana bacteriana y el agua o el aire, formando una película cerrada que impide la respiración del organismo y éste muere. Uno de los tensoactivos usados para tal fin es cloruro de benzalconio. Son útiles para desinfectar heridas, granjas avícolas, piscinas y material sanitario. CH 3 N
CH 2
CH 3
Cl
- inhibidores de la corrosión en tuberías metálicas o en los líquidos ácidos utilizados para limpiar la herrumbre. La protección de la superficie metálica se debe a que se unen a la superficie metálica por la parte polar formando una capa protectora hidrófoba de una o dos moléculas de espesor. Esta capa es tan cerrada que evita que el ácido corrosivo ataque al metal. - agentes de flotación para separar minerales valiosos de su ganga, porque se adsorben sobre las partículas cargadas negativamente. - suavizantes de tejidos y cabellos. Las moléculas se fijan sobre las fibras por su parte iónica formando una capa hidrófoba que impide su adherencia al secarse y proporciona suavidad. Los compuestos utilizados con este fin incluyen dos cadenas hidrocarbonadas largas en la molécula. [(CH3-(CH2)n-CH2-CH2)2-N(CH3)2] Br
ETANOLAMINAS:
H2N-CH2CH2OH y HN(CH2CH2OH)2 Las etanol aminas son productos industriales muy valiosos que se utilizan, por su carácter básico, para purificar gases industriales (CO 2, SO2, SO3, SH2) al circular a través de una torre de absorción.
Metilaminas Como producto derivado del metanol ocupan el cuarto lugar en función de las cantidades que de ellas se producen .En este sentido se han desarrollado síntesis industriales para su obtención en grandes cantidades por metilación gradual de NH3 con CH3 OH .Los productores tradicionales de metilamia son BASF ,ICI Montendisón .La capacidad mundial de producción de metilamina se estima en 370000 toneladas al año de las cuales el 90% corresponde a Europa y EE.UU
Obtención de metilamina a nivel industrial La obtención de la metilamina se obtiene por amonolisis que comprende la sustitución de un grupo lábil como –OH
Las condiciones de operación
La agitación :
En amonolisis la velocidad de la reacción depende de la homogeneidad de la mezcla reaccionante la agitación aumenta considerablemente la velocidad de reacción
1.1.
Metanol :
-temperatura:350-400 C
-presión :290psi
-catalizador:fosfato de aluminio
-fase:gas
Factores físicos y quimicos que influyen en la animación por amonolisis
La agitación :
En amonolisis la velocidad de la reacción depende de la homogeneidad de la mezcla reaccionante la agitación aumenta considerablemente la velocidad de reacción
Temperatura: el incremento de la T acelera la velocidad de reacción porque aumenta de reacción de la matera prima
Aumentando la concentración del amoniaco -la animación es mas rápida -se puede operar a T más baja - Mayor conversión de la materia prima
