Metodología propilenglicol ATECEDENTES

Propilenglicol

ATECEDENTES

El Propilenglicol es  inodoro y sin sabor, es producto de  la reacción de óxido de propileno con agua, es de  uso seguro en una amplia gama de productos de consumo, incluyendo productos alimenticios, alimentos para animales, cosméticos y productos farmacéuticos, así como en aplicaciones industriales.

PROPIEDADES

USOS

Existen varios usos del Propilenglicol tanto en productos farmacéuticos, alimenticios o de cosmética como su uso industrial.

Propilenglicol de uso farmacéutico y alimenticio

• Para ayudar a retener la humedad y el sabor de los alimentos de los animales de compañía y del ganado

• Actúa como un portador de ingredientes activos en vacunas, jarabes para la tos o cápsulas de gel,  ayudando a entregar esta sustancia en el cuerpo para el tratamiento y prevención de enfermedades

• Cuidado personal: jabones de baño y ducha, geles, limpiadores faciales, espumas de afeitar, después del afeitado, desodorantes antitranspirantes, roll-ons, barras, barras de labios, perfumes, perfumes

• Cuidado de la piel: cremas hidratantes mano, cuerpo y facial, productos de protección solar

• El cuidado del cabello: champús, acondicionadores, geles fijadores

• Cuidado bucal: enjuagues bucales, pasta de dientes

• Cuidado del bebé: toallitas, antisépticos
• Lubricante íntimo

• Espesante, clarificador y estabilizador en alimentos y bebidas tales como cerveza, aderezos de ensaladas o productos de panadería

• Disolvente, estabilizante y conservante para mantener el alimento adecuado para el uso prolongado.

Propilenglicol de uso industrial

• Como anticongelante en aviones

• En anticongelantes para autos
• En las pinturas y recubrimientos, proporcionando tiempo sostenible y la protección contra el desgaste

• Como un bloque básico de construcción en la producción de otros materiales plásticos moldeables tales como resinas de poliésteres insaturados (UPR) utilizados en muebles, superficies de gran impacto (pisos, cocina, cuarto de baño) o cuchillas de molino de viento

• En máquina de humo utilizadas en la disco o en simulaciones de bomberos(El propilenglicol es uno de los componentes principales de la mezcla usada para crear humo)
• Componente de la pintura del Paintball (El Propilenglicol es el elemento principal de las bolas de pintura del Paintball. Le da su mal sabor pero es fácil de limpiar)
• Aceite de fragancia: El propilenglicol ayuda a los aceites de fragancia a traspasar la piel. Da una textura sedosa y larga duración.
• Disolvente de  productos químicos, en medicamentos, colorantes y aromas, pinturas, esmalte de uñas o en semiconductores.  

PRECAUCIONES AL UTILIZAR EL PROPILENGLICOL

Es un producto de baja toxicidad,en el cuerpo, el propilenglicol se convierte rápidamente en ácido láctico, de una manera similar a lo que ocurre con azúcar (energía) en los músculos durante los deportes.

El consumo a grandes cantidades del propilenglicol puede ocasionar problemas  estomacales, así como su inhalación prolongada  puede ocasionar problemas respiratorios;  el contacto con la piel sensible puede ocasionar irritaciones leves, también  se debe tomar precauciones por su grado de inflamabilidad.

ALMACENAMIENTO Y MANEJO

El almacenamiento y manejo del propilenglicol es bastante simple ya que este material tiene un punto de escurrimiento menor a - 57°C ( -71°F), no es corrosivo, su punto de inflamación es de 104°C ( 220°F), y no representa ningún peligro para la salud humana o animal, ni para el medio ambiente.  

El material más adecuado para almacenar el Propilenglicol es el acero inoxidable; sin embargo, la FDA(Food and Drug Administration) de Estados Unidos también considera aceptables los tanques de acero carbono recubiertos con resinas epóxicas o fenólicas.

El propilenglicol se deteriora ligeramente cuando entra en contacto con el aire a temperaturas normales (este efecto se nota principalmente en el olor y el sabor); en consecuencia, se debe utilizar un gas inerte, como el nitrógeno seco, para llenar el espacio vacío que queda en el tanque y así eliminar el oxígeno. Dado que el propilenglicol es muy higroscópico, el uso de nitrógeno seco también evitará la acumulación de agua en el tanque.

PRODUCCION DE PROPILENGLICOL A NIVEL MUNDIAL

En la actualidad, Dow es el principal productor de propilenglicol en el mundo, con una capacidad total anual que rebasa los 900 millones de libras (409 mil toneladas métricas). Con cinco fábricas estratégicamente localizadas alrededor del mundo y numerosos centros de distribución.[pic 1]

La capacidad mundial del propilenglicol a mediado del 2000 fue de 1,6 x106 toneladas (ton), la producción fue concentrada en un 43% en Estados Unidos, 36 % en Europa Occidental, 5% en Japón y 3 % en la República de Corea, la capacidad remanente estaba localizada en México, India, Europa Oriental, Singapure, China y Australia. Para el año 2000 la capacidad de propilenglicol de Estados Unidos era de 580 mil ton/año manejado por las empresas Lyondell, Dow, Huntshan y Arch Chemicals^[1]

ESPECIFICACIONES DE DISEÑO

Se desea diseñar una planta de producción de propilenglicol .

La información sobre los datos técnicos de la planta se presenta a continuación:

• Capacidad de la planta: 44,000 ton / año de propilenglicol (≥ 80% peso de pureza)
• Materias primas: Etileno suministrado por PEMEX (Composición peso: 95.1% de etileno,2.1% etano, 1.2% propano, 0.7% butano, 0.08% propileno, 0.72% de N2, 0.09% de CO2 y 0.01% de O2), benceno suministrado por PEMEX (>99.9%), aire y agua.

MÉTODOS DE OBTENCIÓN

La literatura reporta que las vías de producción para la obtención del propilenglicol son a través de la hidratación del óxido de propileno y por la hidrogenolisis de la glicerina.

El método de obtención por medio de la glicerina no será mencionado en este documento debido a que la materia prima no permite que esta sea considerada.

Por lo cual nos centraremos en la obtenida a partir de óxido de propileno.

El óxido de propileno  puede darse por 3 diferentes procesos

Producción de OP Vía Clorohidrina: En este proceso, el Propileno y Acido Hipocloroso se hacen reaccionar para producir una mezcla de α-y β-clorhidrina (9:1), posteriormente el óxido de propileno se sintetiza  por reacción con un hidróxido de calcio alcalino. El producto es óxido de propileno, y como un subproducto, una sal alcalina, en este  proceso se genera una carga de aguas residuales extremadamente grande (Dow Chemical  Company , Asahi Glass Co. Ltd. y Tokuyama Corp.)

[pic 2]

Producción de OP vía oxidación del Cumeno:  En este proceso el Cumeno es oxidado mediante una corriente de Oxígeno  para la formación de Hidroperóxido de Cumeno, el hidroperóxido de Cumeno y Propileno reaccionan y producen α, α-dimetil bencil alcohol y Oxido de Propileno. Seguidamente  el α, α-dimetil bencil alcohol y el hidrógeno reaccionan generando nuevamente Cumeno. (Junpei Tsuji, et al, 2006)

[pic 3]

Producción de óxido de propileno en coproducción estireno: El proceso de obtención mediante la coproducción de OP/ES fue desarrollado por Halcon Corp. y Atlantic Richfield Oil Company. El óxido de propileno se obtiene mediante la oxidación del etilbenceno en fase liquida mediante una corriente de aire u oxigeno, seguidamente el Hidroperóxido de Etilbenceno formado  se hace reaccionar con una corriente de propileno formando así el óxido de propileno. (Sainz-Pardo, 2007). El Propilenglicol se obtiene por hidratación del óxido de propileno.

[pic 4]

JUSTIFICACIÓN DE LA SELECCIÓN DE LA RUTA DE REACCIÓN

El proceso seleccionado para la generación del propilenglicol , a través del óxido de propileno fue "Producción de óxido de propileno en coproducción Estireno", con posterior hidratación del óxido de propileno.

Este proceso fue elegido por ser el más viable con respecto a las materias primas existentes; además de que  la ruta de reacción  de la clorohidrina requiere de propileno, el cual es suministrado en cantidades mínimas y la ruta de reacción de obtención de óxido de propileno por la oxidación del cumeno requiere de materia prima no suministrada.

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