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O principal objectivo deste projecto consiste no projecto e desenvolvimento de uma tecnologia híbrida de reacção e separação para a produção de acetais. Essa tecnologia combinará os processos reactivos de pervaporação por membranas com adsorção numa única unidade, de forma a permitir a produção de um produto com elevada pureza com conversão completa dos reagentes.
Os acetais são compostos oxigenados produzidos pela reacção reversível entre um álcool e um aldeído em meio ácido. Comercialmente, várias técnicas são utilizadas na produção de acetais e que visam o aumento da conversão que está limitada pelo equilíbrio termodinâmico. Os processos tradicionais de produção de acetais são baseados em sucessivas etapas de destilação de intenso consumo energético dificultadas pela formação de azeótropos. Nas reacções limitadas pelo equilíbrio químico onde mais que um produto é formado, a conversão pode ser aumentada pela utilização de processos híbridos onde os produtos vão sendo separados à medida que são formados.
O investigador responsável deste projecto tem uma patente do processo de produção de acetais, num Reactor Adsorptivo de Leito Móvel Simulado (PT 103123). Nesse processo, utilizou-se uma resina ácida de permuta iónica (Amberlyst 15) que funciona quer como catalizador quer como adsorvente selectivo. O álcool, que é um dos reagentes, desempenha também o papel de desorvente para regeneração da resina que adsorve preferencialmente água (subproduto da reacção de acetalização). Desta forma é necessário separar o álcool utilizado em excesso e recicla-lo ao processo. O desenvolvimento de um novo processo baseado em tecnologias híbridas de reacção e separação, que combinam os processos reactivos de pervaporação por membranas com adsorção, eliminará esse problema. A integração dos dois processos de forma adequada permitirá a remoção da água do meio reaccional e consequentemente a conversão completa dos reagentes, obtendo-se como produto o acetal de elevada pureza.<  |
Resumo
O principal objectivo deste projecto consiste no projecto e desenvolvimento de uma tecnologia híbrida de reacção e separação para a produção de acetais. Essa tecnologia combinará os processos reactivos de pervaporação por membranas com adsorção numa única unidade, de forma a permitir a produção de um produto com elevada pureza com conversão completa dos reagentes.
Os acetais são compostos oxigenados produzidos pela reacção reversível entre um álcool e um aldeído em meio ácido. Comercialmente, várias técnicas são utilizadas na produção de acetais e que visam o aumento da conversão que está limitada pelo equilíbrio termodinâmico. Os processos tradicionais de produção de acetais são baseados em sucessivas etapas de destilação de intenso consumo energético dificultadas pela formação de azeótropos. Nas reacções limitadas pelo equilíbrio químico onde mais que um produto é formado, a conversão pode ser aumentada pela utilização de processos híbridos onde os produtos vão sendo separados à medida que são formados.
O investigador responsável deste projecto tem uma patente do processo de produção de acetais, num Reactor Adsorptivo de Leito Móvel Simulado (PT 103123). Nesse processo, utilizou-se uma resina ácida de permuta iónica (Amberlyst 15) que funciona quer como catalizador quer como adsorvente selectivo. O álcool, que é um dos reagentes, desempenha também o papel de desorvente para regeneração da resina que adsorve preferencialmente água (subproduto da reacção de acetalização). Desta forma é necessário separar o álcool utilizado em excesso e recicla-lo ao processo. O desenvolvimento de um novo processo baseado em tecnologias híbridas de reacção e separação, que combinam os processos reactivos de pervaporação por membranas com adsorção, eliminará esse problema. A integração dos dois processos de forma adequada permitirá a remoção da água do meio reaccional e consequentemente a conversão completa dos reagentes, obtendo-se como produto o acetal de elevada pureza.
O projecto compreende: (a) a selecção de uma membrana comercial, com base nas propriedades físico-químicas das membranas, testes de desempenho (fluxo, selectividade, etc.) de membranas em processos de pervaporação; (b) o desenvolvimento de modelos e simuladores de reactor de membranas, por forma a determinar as condições óptimas de operação (como temperatura, pressão, espessura da membrana, configuração do reactor de membranas); (c) a construção e operação de uma unidade piloto de reactor de pervaporação para a produção de acetais; (d) o estudo comparativo de viabilidade técnico-económico entre o reactor de leito móvel simulado e o reactor de pervaporação para produção de dietilacetal à escala industrial. |