Obtiene ácido acrílico y acrilonitrilo a partir de propano

Un nuevo catalizador para la petroquímica reduce un 30% el coste del proceso

OTT-CSIC Valencia. M. Jesús Añón
mjanon@dicv.csic.es
01/06/2006
Investigadores del CSIC han desarrollado un catalizador efectivo para la obtención de ácido acrílico y acrilonitrilo a partir de propano, que podría reducir hasta un 30 por ciento el coste de producción de los procesos existentes.
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El grupo de investigación, de izquierda a derecha: Francisco Ivars, Pablo Botella, José M. López Nieto, Benjamín Solsona.
Un equipo de científicos del Instituto de Tecnología Química (ITQ), centro mixto del CSIC y la Universidad Politécnica de Valencia, ha desarrollado un catalizador más activo y rentable que los existentes para la obtención de ácido acrílico y acrilonitrilo a partir de propano y en un solo paso, con aplicaciones en la industria petroquímica y textil. La tecnología ya ha sido patentada y la investigación está en fase de planta piloto. El centro busca llegar a un acuerdo de cooperación técnica para su desarrollo a escala industrial.

Los investigadores, que forman parte de la Unidad Estructural de Catalizadores, Procesos Catalíticos y Reactores Químicos del Instituto, ha conseguido una considerable rentabilidad económica y medioambiental en la reacción de transformación de propano a ácido acrílico o acrilonitrilo, ácidos carboxílicos que se usan en la industria para la obtención de resinas sintéticas y plásticas.

Actualmente, la obtención de ácido acrílico o acrilonitrilo se consigue a partir de propileno en un proceso industrial conocido como oxidación o amoxidación selectiva de olefinas.

José Manuel López Nieto, profesor de investigación del CSIC y responsable de esta investigación, explica que la sustitución del propileno por el propano era un reto complejo, ya que “el primero, es más reactivo y permitía trabajar a temperaturas más bajas, lo que facilitaba la selectividad del proceso”.

Pero la facilidad de uso del propileno, sigue explicando, contrasta con su importante coste económico, ya que para su síntesis se requiere un considerable número de procesos químicos. Eso también implica un coste ambiental importante por la mayor generación de dióxido de carbono.

La sustitución de las olefinas, como el propileno, por hidrocarburos saturados, como el propano y el isobutano, es de gran interés económico e industrial, dado que existe un excedente y se pueden obtener directamente del gas natural.

El equipo de López Nieto ha localizado y aprovechado las ventajas cualitativas del propano para la obtención de carboxílicos. En la actualidad las investigaciones se están también dirigiendo al desarrollo de nuevos catalizadores para el empleo de isobutano en vez de isobuteno en la síntesis de metacroleina y ácido metacrílico, de gran interés en la producción de polímeros metacrílicos.

Actualmente, la producción de acrilonitrilo está en torno a las 120.000 toneladas por año en España

Ventajas cualitativas e interés industrial

El nuevo catalizador desarrollado por el equipo de López Nieto es más activo y estable frente a otros propuestos recientemente para la oxidación/amoxidación de propano.
El catalizador patentado denota una estabilidad superior a los catalizadores propuestos en este ámbito y tiene una larga vida útil
El catalizador está basado en una mezcla de óxidos metálicos con una estructura definida y consigue un rendimiento que se sitúa en torno al 45 por ciento, en el caso del ácido acrílico y del 55 por ciento para el acrilonitrilo, que representan cifras cercanas al requerimiento industrial, cifrado en un 60 por ciento.

Del mismo modo, el catalizador patentado denota una estabilidad superior a los catalizadores propuestos en este ámbito y tiene una larga vida útil sin sufrir procesos importantes de desactivación. Igualmente, la nueva tecnología supone una interesante alternativa al proceso existente, por su menor impacto medio ambiental (es muy selectivo y genera pocos subproductos) y por bajo coste, dado que se emplea una materia prima más barata. López Nieto detalla que “el uso de parafinas en lugar de olefinas en la obtención de monómeros supone un abaratamiento de la materia prima de hasta tres veces”.

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Muestras del catalizador desarrollado en el Instituto de Tecnología Química.
La patente está diseñada para la síntesis de catalizadores efectivos para la producción de monómeros (acrilonitrilo, ácido acrílico). De todas formas, entre los proyectos futuros se encuentran el de adaptar estos catalizadores a la producción de polímeros metacrílicos de gran empleo en la fabricación de fibras textiles o plásticos.
Supone una interesante alternativa al proceso existente por su bajo coste, ya que emplea una materia prima más barata
El catalizador presenta un alto interés tanto para empresas dedicadas a la producción de catalizadores como para empresas petroquímicas que realizan este tipo de procesos de oxidación selectiva de hidrocarburos.

Actualmente, la producción de acrilonitrilo está en torno a las 120.000 toneladas por año en España y en torno a los tres millones de toneladas anuales escala mundial.

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