Intensification in the epoxidation of used cooking oils using acid catalysts
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Autores
Cárdenas Ramírez, Juliana
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Inglés
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Resumen
Este trabajo se centra en la intensificación del proceso de epoxidación de aceites usados
de cocina (UCO) mediante catálisis de transferencia de fase y el uso de reactores de
milifluidos de flujo segmentado. Se desarrolló un nuevo catalizador heteropoliácido
(HPA) modificado mediante la hibridación del ácido fosfotúngstico con surfactantes, lo
que le permitió actuar como catalizador de transferencia de fase y transportador de
oxígeno, eliminando la necesidad de ácido peracético. Aunque la actividad catalítica
mejoró, la selectividad hacia los grupos oxirano fue limitada, lo que requirió el uso de
una resina de intercambio iónico ácida como co-catalizador para optimizar el
rendimiento. Posteriormente, se empleó un reactor de flujo segmentado para intensificar
el proceso, optimizando parámetros clave con aceite de soya como modelo y extendiendo
luego el estudio a UCO. Se alcanzó hasta un 82 % de conversión, 86 % de selectividad y
una productividad de 7,91 mL·min⁻¹, con un contenido de oxígeno oxirano del 4,02 % en
peso. Los resultados demuestran el potencial de los reactores de flujo segmentado para
una epoxidación eficiente y escalable, contribuyendo a la producción sostenible de
oleoquímicos de segunda generación a partir de aceites residuales (Texto tomado de la fuente).
Abstract
This work focuses on the intensification of the epoxidation process of used cooking oils
(UCO) through phase-transfer catalysis and continuous slug-flow millireactors. A novel
modified heteropolyacid (HPA) catalyst was developed by hybridizing phosphotungstic
acid with surfactants, acting as both phase-transfer catalyst and oxygen carrier,
eliminating the need for peracetic acid. While catalytic activity was enhanced, selectivity
towards oxirane groups was limited, requiring an acid ion exchange resin as a co-catalyst
to improve performance. A slug-flow millireactor was then employed for process
intensification, optimizing key parameters using soybean oil as a model and later
extending the study to UCO. The process achieved up to 82% conversion, 86%
selectivity, and 7.91 mL·min⁻¹ productivity, with a 4.02% wt. oxirane oxygen content.
Results demonstrate the potential of continuous slug-flow reactors for efficient and
scalable epoxidation, contributing to the sustainable production of second-generation
oleochemicals from waste oils.
Palabras clave propuestas
Vegetable oils; Waste valorization; Chemical reactions; Epoxidation; Phase- transfer catalysis; Mathematical optimization; Automation; Intensification; Aceites vegetales; Valorización de residuo; Reacciones químicas; Epoxidación; Catálisis de transferencia de fase; Optimización matemática; Automatización; Intensificación
Descripción
ilustraciones, diagramas, fotografías