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Separación de mezclas azeotrópicas empleando líquido iónicos como entrainers

Separación de mezclas azeotrópicas empleando líquido iónicos como entrainers. J. Tojo. Líneas actuales de trabajo:. Síntesis de LI Propiedades físicas de LI y de mezclas Selección de agentes de separación (estudio del equilibrio entre fases) Toxicología de los líquidos iónicos.

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Separación de mezclas azeotrópicas empleando líquido iónicos como entrainers

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Presentation Transcript

  1. Separación de mezclas azeotrópicas empleando líquido iónicos como entrainers J. Tojo 2ª Reunión Red Temática de Líquidos Iónicos Las Palmas, marzo 2005

  2. Líneas actuales de trabajo: • Síntesis de LI • Propiedades físicas de LI y de mezclas • Selección de agentes de separación (estudio del equilibrio entre fases) • Toxicología de los líquidos iónicos 2ª Reunión Red Temática de Líquidos Iónicos Las Palmas, marzo 2005

  3. Síntesis de LI 2ª Reunión Red Temática de Líquidos Iónicos Las Palmas, marzo 2005

  4. Lab. de Procesos de Separación Avanzada CLORUROS Cloruro de 1-butil-3-metilimidazolio Cloruro de 1-hexil-3-metilimidazolio Cloruro de 3-metil-1-octililimidazolio Cloruro de 1-decil-3-metilimidazolio

  5. Lab. de Procesos de Separación Avanzada HEXAFLUOROFOSFATOS Hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazolio Hexafluorofosfato de 1-hexil-3-metilimidazolio Hexafluorofosfato de 3-metil-1-octililimidazolio Hexafluorofosfato de 1-decil-3-metilimidazolio

  6. Lab. de Procesos de Separación Avanzada CLORUROS Cloruro de 1-bencil-3-metilimidazolio Cloruro de 1-fluorbencil-3-metilimidazolio Cloruro de 1-clorobencil-3-metilimidazolio Cloruro de 1-nitrobencil-3-metilimidazolio

  7. Lab. de Procesos de Separación Avanzada HEXAFLUOROFOSFATOS Hexafluorofosfato de 1-bencil-3-metilimidazolio Hexafluorofosfato de 1-fluorbencil-3-metilimidazolio Hexafluorofosfato de 1-clorobencil-3-metilimidazolio Hexafluorofosfato de 1-nitrobencil-3-metilimidazolio

  8. Lab. de Procesos de Separación Avanzada SULFATOS Metilsulfato de 1,3-dimetilimidazolio Etilsulfato de 1-etil-3-metilimidazolio * Actualmente se estudia la posibilidad de variar el catión imidazolio, sintetizando nuevos líquidos iónicos

  9. Propiedades físicas de LI y de mezclas : • Densidad, viscosidad, índice de refracción, velocidad del sonido y propiedades de exceso. • Cambio de fase, capacidad calorífica y estabilidad térmica (DSC). • Lubricantes y aditivos para lubricantes.

  10. Lab. de Procesos de Separación Avanzada Ejemplo ESTUDIO DE LA DENSIDAD E ÍNDICE DE REFRACCIÓN DE LOS SISTEMAS FORMADOS POR HminPF6 CON CARBONATOS, CETONAS Y ALQUIL ACETATOS

  11. Lab. de Procesos de Separación Avanzada HminPF6 Hexafluorofosfato de 1-Hexil-3-Metilimidazolio

  12. Lab. de Procesos de Separación Avanzada SOLUBILIDAD A 298,15 K Y COMPOSICION EQUIMOLAR DEL HminPF6

  13. Lab. de Procesos de Separación Avanzada PROPIEDADES FÍSICAS Y MAGNITUDES DERIVADAS SISTEMAS BINARIOS ESTUDIADOS DIMETIL CARBONATO DIETIL CARBONATO ACETONA 2-BUTANONA 2-PENTANONA METIL ACETATO ETIL ACETATO BUTIL ACETATO HminPF6 +

  14. Lab. de Procesos de Separación Avanzada PROPIEDADES FÍSICAS Y MAGNITUDES DERIVADAS PROPIEDADES FÍSICAS ESTUDIADAS Y CONDICIONES DE TRABAJO • DENSIDAD DEL HminPF6 278,15 A 318.15 K • DENSIDAD DE MEZCLA • ÍNDICE DE REFRACCIÓN 298,15K

  15. Lab. de Procesos de Separación Avanzada PROPIEDADES FÍSICAS Y MAGNITUDES DERIVADAS DENSIDAD DEL HminPF6

  16. Lab. de Procesos de Separación Avanzada PROPIEDADES FÍSICAS Y MAGNITUDES DERIVADAS TRATAMIENTO TEÓRICO: CORRELACIÓN DE DATOS EXPERIMENTALES Volumen en excesoa 298,15 K del HminPF6 con : a) Carbonatos b) Cetonas c) Alquil Acetatos ●Acetona ■ 2-Butanona ▲ 2-Pentanona ●M-acetano ■ E-acetato ▲ B-acetato ●DMC ■ DEC

  17. Lab. de Procesos de Separación Avanzada PROPIEDADES FÍSICAS Y MAGNITUDES DERIVADAS VOLUMEN EN EXCESO A COMPOSICIÓN EQUIMOLAR A 298.15 K ● Carbonatos ■ Cetonas ▲ Acetatos

  18. Lab. de Procesos de Separación Avanzada PROPIEDADES FÍSICAS Y MAGNITUDES DERIVADAS TRATAMIENTO TEÓRICO: CORRELACIÓN DE DATOS EXPERIMENTALES Desviación del índice de refracción de mezcla a 298,15k: ●Acetona ■ 2-Butanona ▲ 2-Pentanona ●M-acetato ■ E-acetato ▲ B-acetato ●DMC ■ DEC a) Carbonatos b) Cetonas c) Alquil Acetatos

  19. Selección de agentes de separación (estudio del equilibrio entre fases) 2ª Reunión Red Temática de Líquidos Iónicos Las Palmas, marzo 2005

  20. Etanol, 99,8 % Liquido Iónico Agua Etanol + Agua Liquido Iónico

  21. Resumen de los trabajos de Seiler y col.: • AIChE Journal, 50, 2439-2454 (2004) • J. Chem. Eng. Data, 49, 852857 (2004) 2ª Reunión Red Temática de Líquidos Iónicos Las Palmas, marzo 2005

  22. Experiments and Simulations Experimental procedures Investigations of Phase Equilibria. The influence of IL on the vapor–liquid equilibria (VLE) of selected azeotropic systems was investigated by headspace gas chromatography (HSGC) 2ª Reunión Red Temática de Líquidos Iónicos Las Palmas, marzo 2005

  23. The ionic liquids: • 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate [EMIM][BF4]. • 1-butyl-3-methyl-imidazolium tetrafluoroborate ([BMIM][BF4]) • 3-octyl-1-methyl-imidazolium tetrafluoroborate ([OMIM][BF4]) • 1-butyl-3-methyl-imidazolium chloride ([BMIM][Cl]) were provided by Solvent Innovation GmbH (Cologne, Germany). The purities of the ionic liquids were specified as 98%. These IL were dried several days at 363–383 K under vacuum to separate the IL from volatile by-products and humidity. 2ª Reunión Red Temática de Líquidos Iónicos Las Palmas, marzo 2005

  24. Influence of ionic liquids on the phase behavior of azeotropic systems Vapor–Liquid Equilibria. 2ª Reunión Red Temática de Líquidos Iónicos Las Palmas, marzo 2005

  25. 2ª Reunión Red Temática de Líquidos Iónicos Las Palmas, marzo 2005

  26. T=363.15 K

  27. T=337.15 K

  28. NRTL results T= 373.15

  29. NRTL results

  30. 2ª Reunión Red Temática de Líquidos Iónicos Las Palmas, marzo 2005

  31. Lab. de Procesos de Separación Avanzada C C l l N N C C H H 3 3 ELV SISTEMAS ESTUDIADOS Cloruro de 1-Butil-3-metilimidazolio ([C4min][Cl] ) + H2O Cloruro de 1-Hexil-3-metilimidazolio ([C6min][Cl] )

  32. Lab. de Procesos de Separación Avanzada ELV Criterio de equilibrio: • Presión de vapor despreciable del líquido iónico • Idealidad de la fase vapor

  33. Lab. de Procesos de Separación Avanzada ELV H2O + Cloruro de 1-Butil-3-metilimidazolio ([C4min][Cl] )

  34. Lab. de Procesos de Separación Avanzada ELV H2O + Cloruro de 1-Butil-3-metilimidazolio ([C4min][Cl] )

  35. Lab. de Procesos de Separación Avanzada ELV H2O + Cloruro de 1-Butil-3-metilimidazolio ([C4min][Cl] )

  36. Lab. de Procesos de Separación Avanzada ELV H2O + Cloruro de 1-Butil-3-metilimidazolio ([C4min][Cl] )

  37. Lab. de Procesos de Separación Avanzada ELV H2O + Cloruro de 1-Hexil-3-metilimidazolio ([C6min][Cl] )

  38. Lab. de Procesos de Separación Avanzada ELV H2O + Cloruro de 1-Hexil-3-metilimidazolio ([C6min][Cl] )

  39. Lab. de Procesos de Separación Avanzada ELV H2O + Cloruro de 1-Hexil-3-metilimidazolio ([C6min][Cl] )

  40. Lab. de Procesos de Separación Avanzada Cloruro de 1-Butil-3-metilimidazolio ([C4min][Cl] ) ELV H2O + Cloruro de 1-Hexil-3-metilimidazolio ([C6min][Cl] )

  41. Lab. de Procesos de Separación Avanzada Cloruro de 1-Butil-3-metilimidazolio ([C4min][Cl] ) ELV H2O + Cloruro de 1-Hexil-3-metilimidazolio ([C6min][Cl] )

  42. Lab. de Procesos de Separación Avanzada Cloruro de 1-Butil-3-metilimidazolio ([C4min][Cl] ) ELV H2O + Cloruro de 1-Hexil-3-metilimidazolio ([C6min][Cl] )

  43. Objetivos corto plazo: • Determinación del ELV de la mezcla binaria azeotrópica de interés industrial +LI (etanol+agua+ LI) • Simulación del proceso • Separación en el laboratorio de la mezcla azeotrópica empleando dos columnas en serie 2ª Reunión Red Temática de Líquidos Iónicos Las Palmas, marzo 2005

  44. Objetivos medio/largo plazo: Existen algunas publicaciones recientes de ELV de sistemas con IL. Es necesario realizar un estudio sistemático que permita crear una base de datos de ELV con LI. Desarrollar un método de predicción del ELV de mezclas con LI. Determinación del LI óptimo para actuar como entrainer en la separación del una mezcla azeotrópica determinada.

  45. Toxicología de los líquidos iónicos 2ª Reunión Red Temática de Líquidos Iónicos Las Palmas, marzo 2005

  46. Los LI se presentan como disolventes verdes con respecto a los disolventes convencionales. • Es necesario un estudio en profundidad de la toxicidad y ecotoxicidad de los LI. 2ª Reunión Red Temática de Líquidos Iónicos Las Palmas, marzo 2005

  47. Características de la línea celular Caco 2 • Adenocarcinoma colorrectal humano. • Células epiteliales. • Crecimiento adherente en monocapa. 2ª Reunión Red Temática de Líquidos Iónicos Las Palmas, marzo 2005

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