DISEÑO DE UN PROCESO DE PRODUCCIÓN DE 1,2-PENTANODIOL A PARTIR DE FURFURAL DE ORIGEN LIGNOCELULÓSICO

Abstract

La sociedad, incluyendo tanto a los consumidores como a las instituciones, está demandado evolucionar hacia métodos de producción más sostenibles y respetuosos con el medio ambiente. Entre otras razones, esta es una de las principales motivaciones que está impulsando a los investigadores a estudiar rutas alternativas a procesos que estaban instaurados años atrás y proponer nuevas vías de subproductos a partir un compuesto clave en esta transición, el furfural. En este Trabajo Final de Grado, se ha abordado la obtención del compuesto 1,2-pentanodiol a partir de furfural como ruta alternativa al petróleo, herramienta clave hoy en día en la transición hacia fuentes renovables. El 1,2-pentanodiol se trata de un compuesto con un alto valor añadido y con una gran demanda para múltiples sectores entre los que destaca el sector cosmético. Nuevas tendencias en este sector de la cosmética sostenible están impulsando una diferenciación del producto altamente valorado por los consumidos, promoviendo un gran interés a las empresas por invertir e innovar con procesos similares al que se ha desarrollado en este trabajo. En el proyecto elaborado sobre el proceso de obtención del 1,2-pentanodiol a partir de furfural en un solo paso, se ha realizado el dimensionamiento básico de los equipos principales de la planta, así como una simulación del proceso mediante el software Aspen Plus v11. Gran parte de las investigaciones recientes se han desarrollado a escala de laboratorio y mediante procesos discontinuos. Sin embargo, como reto en este trabajo, se ha propuesto adaptar los datos de experimentación y escalarlos a niveles de producción industrial, así como adaptar el proceso a trabajo en continuo. Como datos de partida, se ha empleado bibliografía sobre el estudio del proceso empleando un catalizador 1%Rh/OMS-2 capaz de alcanzar una conversión prácticamente total de furfural y una selectividad elevada hacia el 1,2-pentanodiol. Con anterioridad se han presentado alternativas con peor rendimiento global y en múltiples pasos. Por lo tanto, a pesar de presentar ventajas relevantes, para poder llevar a cabo entre proceso se debe desarrollar en fase liquida y operando a 160ºC y 30 atm junto con una elevada proporción de metanol como disolvente. Como consecuencia, se han diseñado equipos tanto de acondicionamiento inicial como de refrigeración posterior e impulsión. Derivado de unas condiciones de reacción exigentes, se obtiene un reactor con un elevado volumen y espesor. Además, se destaca el uso de un tren de purificación con el cual se es capaz de obtener purificada una producción 624,86 Tm anuales de 1,2-pentanodiol con una pureza molar del 99,9%. Por último, a partir de los requerimientos y especificaciones obtenidas para los diferentes equipos, se calcula el conjunto de costes fijos, variables y demás costes de operación. De esta forma, se desarrolla una simulación de inversión con la cual se obtienen análisis de sensibilidad de los parámetros TIR y VAN10%