Transesterificacion/transesterification

cdido graso Fatty acid

Alcohol Alquil ester Biodiesel

Glicerol Glycerol

La fuente del triglicrido puede variar, a partir de soja y canola para el sebo y el algas, pero ms o menos, por cada 100 m3 de aceite procesado se producen unos 10

m3 de glicerol. En los ltimos aos, el excedente de glicerol obtenido a partir de la fabricacin de

biodiesel aument enormemente y hoy en da representa aproximadamente el 65% de la produccin mundial de glicerol.

Aprovechamiento del glicerol

Aplicaciones del glicerol/Glycerol applications

La aplicacin tradicional de glicerol ha sido en la industria alimentaria, farmacutica y sectores de cuidado personal. Funciona como un agente humectante y emoliente (moisturizier and emollient),

preservando y dar textura a los productos. Tambin se puede utilizar como un lubricante (lubricant) en compresores y mquinas

de procesamiento de alimentos. Se espera que la produccin de glicerol del mundo para llegar a 1,2 millones de

toneladas en 2012 y los puntos de previsin a un aumento de la produccin debido a la puesta en marcha de nuevas plantas de biodiesel.

Aparte de su uso tradicional en cosmticos, jabones y productos farmacuticos (cosmetics, soaps and pharmaceuticals), el glicerol ha encontrado utilizacin en alimentos de origen animal, la recuperacin secundaria de petrleo, la generacin de calor, as como materia prima para la produccin de otra productos qumicos.

El uso de glicerol se est extendiendo en la alimentacin en caballos, aves de corral y ganado en general (hasta 10%), aunque muchos pases imponen lmites estrictos a la presencia de metanol en las dietas animales.

El glicerol es aproximadamente 60% ms dulce que el azcar y proporciona, aproximadamente, el mismo contenido de energa por unidad de masa.

Aplicaciones del glicerol El uso de glicerol en la formulacin de fluidos utiliza en recuperacin secundaria de

petrleo es una opcin atractiva para las regiones en las que la produccin de petrleo est disminuyendo. Muchos pozos muestran una disminucin en la produccin de petrleo debido a la reduccin de la presin. Esto hace que la extraccin se dificulte y haga falta usar tcnicas secundarias , tales como la inyeccin de fluidos a travs de un pozo vecino. Para esta aplicacin es que se puede utilizar el glicerol en bruto ya que proviene de la produccin de biodiesel, prcticamente sin purificacin. La aplicabilidad se limita a plantas de biodiesel , situados cerca de los pozos de petrleo, debido a que los costos de transporte.

La quema directa de glicerol en plantas de biodiesel tambin ha sido considerada en muchos pases. La combustin completa de glicerol genera 4.195 kcal kg-1, pero hay muchos aspectos inconvenientes . Una combustin incompleta puede generar acrolena (acrolein, propenal), que es altamente txica para los seres humanos . Las sales presentes en el glicerol crudo de la produccin de biodiesel pueden deteriorar los equipos, lo que genera problemas de la corrosin. Todos estos inconvenientes hacen que estas posibilidades econmicamente menos atractiva que la transformacin qumica de glicerol.

El glicerol es un triol y se puede convertir en diferentes grupos funcionales y compuestos. La oxidacin puede permitirse aldehdos , cidos carboxlicos y cetonas ,

mientras que la funcionalizacin de los grupos hidroxi produce teres , steres, acetales y cetales . Adems , la hidrogenlisis glicerol o deshidratacin del glicerol produce sustancias qumicas de gran importancia industrial.

La hidrogenlisis de glicerol sobre un catalizador soportado sobre metal soportado puede producir 1,2- y 1,3-propanodiol (propanediol). El ismero 1,2, tambin se conoce como propilenglicol (propylene glycol), tiene muchos usos, incluyendo como agente anti-congelante y en la produccin de espumas de poliuretano (polyurethane foams) y otros polmeros. La actual produccin mundial de propilenglicol es de aproximadamente 106 toneladas/ao. El proceso tradicional consiste en la hidrlisis de xido de propileno, que a su vez es producida a partir de propeno. La hidrogenolisis selectiva de glicerol en glicol de propileno puede llevarse a cabo por lotes o de forma continua (batch or continuous flow), a temperaturas entre 180 y 250 C con catalizadores de cobre, paladio soportados por rutenio, hierro, nquel o rodio. Condiciones de reaccin ms severas conduce a hidrogenlisis ms profunda de la glicerol molcula, dando n-propanol e iso-propanol. La va de reaccin es compleja y puede involucrar a etapas de deshidratacin.

Hidrogenolisis/Hydrogenolysis

Hidrogenolisis/Hydrogenolysis

Recientemente se ha propuesto un proceso para hidrogenar selectivamente en glicerol propeno (propene). La selectividad de propileno (propylene) puede alcanzar hasta al 90% en un catalizador especfico y condiciones de flujo continuo.

El propeno es una importante materia prima para la produccin de muchos plsticos. En todo el mundo se porducen de alrededor de 40 millones de toneladas por ao.

La bsqueda de propeno 'verde producido a partir de materiales renovables, es un objetivo principal de muchas empresas qumicas. El uso de glicerol de biodiesel puede ser una alternativa para el propeno "verde.

En contraste con su ismero 1,2, 1,3-propanodiol considerablemente menos usos, conun mercado global de aproximadamente 360.000 Tm/ao.

Su uso principal es en la reaccin con el cido tereftlico (terephthalic acid) par producir una fibra polister.

La ruta tradicional implica la reaccin de xido de etileno con CO/H2 a altas presiones. Sin embargo, el producto puede ser tambin obtenida por hidrogenlisis de glicerol.

El 1,3-propanodiol tambin se puede producir a travs de la biotecnologa. Sin embargo, el tiempo de reaccin tiempo limita el uso generalizado de esta ruta.

Produccin de epiclorhidrina/Epichlorhydrin

Esta sustancia qumica se utiliza sobre todo en la produccin de resinas epoxi, as como agua y de tratamiento de papel. El proceso implica la reaccin de glicerol con dos moles de HCl en presencia de catalizadores de cido de Lewis, seguido de hidrlisis alcalina controlada.

La oxidacin de acrolena sobre catalizadores de Mo y V produce cido acrlico (acrylic acid), una importante sustancia qumica utilizada en la fabricacin de polmeros superabsorbentes, pinturas y adhesivos. La reaccin se ejecuta en fase lquida con el uso de cidos minerales, como H2SO4. La sntesis en un solo paso de cido acrlico a partir de glicerol, combinando las propiedades acdicas oxidantes en el mismo catalizador, es un enfoque muy interesante. La deshidratacin oxidativa de glicerol se puede hacer sobre catalizadores de xidos mixtos en presencia de aire, tales como Mo/xidos de vanadio, as como xidos de vanadio/W. Se alcanza un 100% de conversin de glicerol en cido acrlico entre el 24 y el 28%. La gasificacin de glicerol para producir de gas de sntesis, una mezcla de CO y H2, tambin ha sido estudiada. La reaccin es endotrmica (83 kcalmol-1, pero puede llevarse a cabo a temperaturas alrededor de 350 C con catalizadores de Pt y Pd. El gas de sntesis se usa en muchos procesos industriales, como la produccin de metanol y la sntesis de hidrocarburos Fischer-Tropsch.

Acrolena/Acrolein

La deshidratacin catalizada por cidos de glicerol puede seguir dos vas: la deshidratacin del grupo hidroxi primario proporcionando hidroxiacetona (hydroxyacetone), o deshidratacin del grupo hidroxi secundario produciendo 3-hidroxipropanal (hydroxypropanal). Este ltimo compuesto puede ser posteriormente deshidratado para formar acrolena.

Deshidratacin oxidativa a cido acrlico/Oxidative dehydration of glycerol to acrylic acid

Oxidacin del glicerol/Glycerol oxidation

Oxidacin del glicerol/Glycerol oxidation

El glicerol tambin se puede utilizar en la sntesis de productos qumicos de especialidad. La oxidacin de glicerol puede producir varios compuestos importantes. La oxidacin selectiva del grupo hidroxilo secundario conduce a la 1,3-dihidroxi-acetona (DHA), que se utiliza en artificial de bronceado y tiene una produccin global de ms de 2000 Tm/ao. El DHA se produce normalmente a partir de fermentacin de glicerol, pero tambin se puede preparar por va electroqumica. El gliceraldehdo (glyceraldehyde)es un compuesto intermedio en el metabolismo de los carbohidratos. Una buena mtodo de preparacin implica la oxidacin de glicerol sobre catalizadores. La selectividad a gliceraldehdo es del 55% con una conversin de glicerol de 90%. El cido glicrico (glyceric acid) se produce por la oxidacin de glicerol sobre catalizador de Au/C en presencia de oxgeno. El carbonato de glicerol es un producto con aplicaciones crecientes. Se puede utilizar como disolvente y monmero para la produccin de policarbonatos, polisteres y Poliamidas. Hay muchas rutas para su produccin, tales como la reaccin de glicerol con carbonatos orgnicos cclicos, la carbonatacin directa de glicerol con CO2 catalizada por compuestos orgnicos de estao y reaccin de glicerol con urea.