Acetalización de glicerol crudo en fase homogénea empleando ácido acético

Abstract

Las investigaciones dirigidas al aprovechamiento de recursos biomásicos para la generación de energía y compuestos químicos son de interés en todo el mundo y, por supuesto, también para nuestro país. Desde 2008 hasta 2019 Argentina pasó de tener 18 plantas procesadoras de biodiesel a un total de 38, con una producción en 2019 de 2,15 millones de toneladas, posicionándose como uno de los países productores más importantes [1].Por cada 10 kg de biodiesel producido, se genera 1 kg de glicerol crudo como subproducto, con una pureza que varía en el rango de 55 a 90 %p/p. Su gran disponibilidad y relativamente bajo costo como materia prima, ha convertido al glicerol en una materia prima económica para la obtención de diversos productos químicos con el objetivo de aumentar su cadena de valor, lo que permite plantear el desarrollo de una biorrefinería en torno a las plantas de biodiesel a través de la integración tecnológica de procesos productivos ya instalados en estas fábricas.El glicerol obtenido del biodiesel se encuentra en diferentes niveles de pureza. El glicerol crudo se define como la mezcla rica en glicerol (de composición muy diferente según su procedencia) obtenida después de la separación del biodiesel. Otros denominan glicerol crudo o rubio al obtenido después de la neutralización, y su composición porcentual en peso promedio es aproximadamente 85,0% de glicerol, 11,7% de agua, 3,1% de metanol y 0,2% de biodiesel. Después de la destilación, se obtiene glicerol de grado USP o glicerol bidestilado (99,5-99,7% de glicerol) [2]. El uso de glicerol crudo para llevar a cabo reacciones de valorización representa una ventaja debido a que no se requieren procesos costosos para su purificación, que luego incrementarían el precio del producto final.Entre las reacciones de interés que emplean glicerol como materia prima se encuentra la acetilación del glicerol con ácido acético, que produce monoacetilgliceroles (1-MAG y 2-MAG), diacetilgliceroles (1,2-DAG y 1,3-DAG) y triacetilglicerol (TAG). Estos compuestos son utilizados en la industria cosmética, de alimentos, de la construcción y como materias primas para la síntesis de polímeros biodegradables [3,4]. En particular, 1,2-DAG, 1,3-DAG y el TAG han sido reconocidos como bio-aditivos de alta calidad que permiten mejorar las propiedades antidetonantes de las naftas y la viscosidad de los bio-combustibles, y permitirían reemplazar al metil-terbutil-éter (MTBE) y etil-terbutil-éter (ETBE) obtenidos vía petroquímica [5,6]. A diferencia del MTBE y ETBE, los acetilgliceroles son una mejor opción, puesto que son no tóxicos, biodegradables y renovables [7].En la literatura, los reportes indican que los ensayos de reacción de la acetilación de glicerol se han llevado a cabo empleando glicerol analítico como reactivo de partida, empleando una baja concentración de glicerol en agua (10-30 %p/p). Para pensar en una condición operativa viable a escala industrial se requiere emplear glicerol en concentraciones similares a las del glicerol crudo, que se encuentran muy por encima de ese rango (50-80 %p/p). Además, el glicerol crudo contiene una gran cantidad de impurezas, entre las que se encuentran bases inorgánicas, sales de sodio o potasio, restos de metanol (MeOH) y materia orgánica no glicerina (MONG) como ácidos grasos libres, restos de aceites y grasas no transesterificadas [8-10]. La naturaleza de estas impurezas y su concentración pueden tener, en mayor o en menor medida, un impacto diferente en la producción de acetilgliceroles.El objetivo de este trabajo es evaluar la reacción de acetilación de glicerol con ácido acético en fase homogénea, sin utilizar catalizadores, empleando muestras de glicerol crudo provistas por distintas empresas de la provincia de Buenos Aires.