Hidrogenación de aceite de girasol mediante catalizadores metálicos soportados. Tratamiento de catalizadores usados

Resumen

En este trabajo se ha estudiado la reacción de hidrogenación catalítica de aceite de girasol. Los experimentos se realizaron en un reactor de laboratorio de pequeño volumen, diseñado para este trabajo, capaz de operar hasta presiones de 15 bar y 200 ºC. Para su puesta a punto se realizaron experimentos de hidrogenación con un catalizador comercial de Ni y los resultados se compararon con los obtenidos en un reactor comercial. La hidrogenación se ha estudiado en primer lugar con catalizadores de Ni, que se prepararon por dos métodos (precipitación-deposición y humidificación incipiente), en dos soportes, sílice y alúmina. Se estudió la influencia del método preparación y del soporte sobre la actividad y selectividad a compuestos isoméricos y saturados. Los datos experimentales se ajustaron a una ecuación cinética con un término de activación. La selectividad no se afectó por el método de preparación pero si por el tipo de soporte. A continuación se estudió la hidrogenación a oleomargarina con un índice de yodo de 70, mediante la metodología de la superficie de respuesta a temperaturas entre 120 y 180 ºC, presiones de hidrógeno de 2,5 a 4,5 bar y cargas de catalizador de 0,012 a 0,039% (Ni/aceite). En el diseño de experimentos se consideraron tres respuestas: la actividad, compuestos saturados, y productos trans, en función de la concentración de catalizador, presión y temperatura. El análisis estadístico indica una buena correlación entre los resultados experimentales y los calculados. En la tercera parte del trabajo, se prepararon (por varios métodos) y ensayaron, catalizadores de cobalto, cobre, paladio y platino, en dos soportes, sílice y alúmina. En todos los casos se ha considerado primordial la relación entre la producción de ácidos grasos trans, la concentración de catalizador y las condiciones de reacción. Un modelo simple y otro más complejo que incorpora isomerización se han desarrollado para describir el proceso. El catalizador de Pd/Al2O3 es el más activo, pero la isomerización es muy alta. Los catalizadores de cobre presentan buena selectividad, pero no son muy activos incluso a temperaturas de reacción elevadas. Por último se estudió la recuperación de metal y la reutilización del catalizador de níquel comercial con tres partes: 1. Se ha estudiado la eliminación del aceite del catalizador mediante extracción, para ello se seleccionaron disolventes para los ácidos palmítico y esteárico, y luego se han analizado también mezclas azeotrópicas como disolventes, ya que estos presentan sinergismo. Por último se han analizado su comportamiento físico-químico. 2. Con los disolventes más apropiados se ha estudiado la extracción en Soxhlet. Y 3.con un catalizador de níquel usado, proporcionado por una empresa local dedicada a la producción de grasas saturadas, se ha desarrollado un método de regeneración para la reutilización del catalizador y recuperación de la grasa que sobre él hay depositada.