Estudio de la reacción de producción de isosorbida por deshidratación de sorbitol

Abstract

El aumento de la presión en el mercado del PVC para remplazar los plastificantes derivados del anhídrido ftálico por sus potenciales efectos negativos sobre la salud y la tendencia a implementar tecnologías de producción más limpias, que empleen materias primas alternativas a las derivadas del petróleo, como los derivados de carbohidratos y ácidos grasos, motivaron la investigación en la producción de isosorbida como materia prima fundamental para la producción de plastificantes biobasados. En este trabajo se estudió la reacción de deshidratación de sorbitol para producir isosorbida con catalizador homogéneo AMS y heterogéneo Lewatiti® 2624, y se comparó la purificación del producto con destilación y con cristalización. Se produjeron cuatro ésteres de isosorbida, que de acuerdo con el modelo de simulación molecular, tienen potencial como plastificante del PVC. Para los ésteres que formaron película, se evaluó el desempeño mediante pruebas comúnmente empleadas en la industrial de plastificantes y se realizó una evaluación económica preliminar para dos de ellos. Los aportes de la tesis son la técnica de seguimiento de la reacción por medio de cromatografía de gases, las condiciones de proceso para iniciar un proceso de escalado, para la producción de isosorbida por deshidratación de sorbitol y finalmente la evaluación del desempeño de 3 productos con potencial para ser plastificantes de PVC libres de ftalatos. / Abstract. PVC market is facing an increasing pressure to replace plasticizers derived from phthalic anhydride and the trend to implement cleaner technologies of production. Cleaner technologies use alternative raw materials like carbohydrates and fatty acids derivates instead of petroleum. Dehydration reaction of sorbitol to produce Isosorbide was studied with homogeneous catalyst (MSA) and heterogeneous (Lewatit® 2624). Purification of the product by distillation was compared with purification by crystallization. According with a molecular simulation model four esters of isosorbide were produced as potential PVC plasticizers Three main results of thesis are: design of a reaction follow-up gas chromatography technique, process conditions to initiate a scale-up of isosorbide production by sorbitol dehydration and finally the evaluation of the performance of three phthalate free bio products as PVC plasticizers.