El documento describe el proceso de aminación por reducción para producir anilina a partir de nitrobenceno. Este implica la reducción del grupo nitro (-NO2) a grupo amino (-NH2) usando hierro metálico finamente dividido y ácido clorhídrico como agentes de reducción. El proceso se lleva a cabo en un reactor batch a temperatura y presión controladas durante aproximadamente 1.5 horas para completar la reacción. La anilina obtenida se destila y purifica posteriormente.
2. AMINACION
DEFINICION
Es el proceso de introducción del grupo
amino (-NH2) dentro de un compuesto
orgánico, como por ejemplo la
producción de anilina (C6H5NH2) por la
reducción de nitrobenceno (C6H5NO2).
3. AMINACION
METODOS DE OBTENCION DE
AMINAS
REDUCCION DE
NITROCOMPUESTOS (Aminación
por Reducción)
Comprende la transformación
(reducción) del grupo nitro (-NO ) en
4. AMINACION
METODOS DE OBTENCION DE AMINAS
(cont.)
REDUCCION DE NITROCOMPUESTOS
(Aminación por Reducción) (cont.)
La reducción de compuestos aromáticos
nitrados es el proceso de mayor
importancia industrial.
Ar-NO2 Ar-NH2
[H]
5. AMINACION
METODOS DE OBTENCION DE AMINAS
(cont.)
AMONOLISIS (Aminación por
Amonólisis)
Comprende la sustitución de grupos
como el –SO3H, -OH, -Cl, por el grupo
6. AMINACION
METODOS DE OBTENCION DE AMINAS
(cont.)
REDUCCION DE NITRILOS
Comprende la transformación del
grupo ciano (-CN) en el grupo amino (-
NH2) por acción de un agente reductor.
13. AMINACION POR REDUCCCION
AGENTES DE PROCESO
A. Sin el uso de reactores de alta
presión (a presión atmosférica)
y sin el uso de catalizadores,
los agentes de reducción
comunes son:
14. AMINACION POR REDUCCCION
AGENTES DE PROCESO (cont.)
Hierro y ácido
Zinc y álcali
Sulfuro de sodio o polisulfuro de sodio
Sulfito ácido de sodio
Hidrógeno electrolítico
Hidruros metálicos
Hidrógeno naciente-
Preparado IN SITU
15. AMINACION POR REDUCCCION
AGENTES DE PROCESO (cont.)
B. Hidrógeno gaseoso
(molecular) en presencia de un
metal (que actúa como
catalizador) como Ni, Sn, Pt.
17. AMINACION POR REDUCCCION
REDUCCION DE NITRODERIVADOS
CON METALES EN MEDIO ACIDO
Las reducciones metal-ácido son las
más enérgicas y únicamente dan
como producto final las aminas.
18. AMINACION POR REDUCCCION
REDUCCION DE NITRODERIVADOS CON
METALES EN MEDIO ACIDO (cont.)
A. REDUCCION CON HIERRO Y ACIDO
CLORHIDRICO
+ 2Fe(S) + 6HCl + 2FeCl3 + 2H2O-NO2 -NH2
FeCl2
19. AMINACION POR REDUCCCION
REDUCCION DE NITRODERIVADOS CON
METALES EN MEDIO ACIDO (cont.)
B. REDUCCION CON ZINC Y ACIDO
SULFURICO
+ 3 Zn(S) + 3H2SO4
+ 3 ZnSO4 + 2H2O
-NO2
SO3Na -NH2
SO3Na
m-Nitrobencenosul-
fonato de sodio
20. AMINACION POR REDUCCCION
REDUCCION DE NITRODERIVADOS CON
METALES EN MEDIO ACIDO (cont.)
C. REDUCCION CON CLORURO
ESTANNOSO Y ACIDO CLORHIDRICO
+ SnCl2 + HCl-NO2
NO2
-NH2
NO2
21. AMINACION POR REDUCCION
REDUCCION DE NITRODERIVADOS CON
METALES EN MEDIO ACIDO (cont.)
D. REDUCCION CON HIERRO Y ACIDO
ACETICO
Cuando hay que evitar la hidrólisis de
grupos presentes en el compuesto a
reducir
22. AMINACION POR REDUCCCION
REDUCCION DE NITRODERIVADOS CON
METALES EN MEDIO ACIDO (cont.)
D. REDUCCION CON HIERRO Y ACIDO
ACETICO (cont.)
-NO2H3COCHN -NH2H3COCHN
Fe
CH3COO
H
p-Nitroacetanilida
23. AMINACION POR REDUCCCION
REDUCCION DE NITRODERIVADOS
CON ZINC EN MEDIO BASICO
A. MEDIO BASICO FUERTE
Se emplea zinc en solución alcalina
(NaOH o KOH)
Se desean obtener productos de
reducción diferentes a la anilina
26. AMINACION POR REDUCCCION
REDUCCION DE NITRODERIVADOS
CON ZINC EN MEDIO BASICO
(cont.)
B. MEDIO BASICO DEBIL
Se emplea zinc en polvo en solución
acuosa de CaCl2.
El producto de la reducción del
nitrobenceno es la fenilhidroxilamina.
28. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR
REDUCCION DE NITROBENCENO
Proceso: Aminación por Reducción
Materia Prima: Nitrobenceno
Agente de Proceso: Hidrógeno naciente
preparado In Situ (Fe(s) + HCl(ac))
29. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO (cont.)
Reacciones Químicas:
1. Reacción química general
+ 2 Fe(S) + 6 HCl(ac)
+ 2 FeCl3 + 2 H2O
-NO2
-NH2
FeCl2
30. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO (cont.)
Reacciones Químicas (cont.):
2. Reacciones de producción de hidrógeno
3Fe(s) + 4 H2O Fe3O4 + 4 H2
Fe(s) + 2 HCl FeCl2 + H2
FeCl2
31. AMINACION POR REDUCCION
Teóricamente, para reducir 123 Kg de NB se
necesita 218.70 Kg de HCl.
En la práctica, por cada 100 Kg de NB reducido a
anilina, se necesita 3.0 Kg de HCl (menos del 2%
del teórico requerido).
La primera reacción de producción de hidrógeno
es la que genera hidrógeno sin consumo de HCl.
Esta reacción es apreciablemente acelerada por la
presencia del FeCl2
32. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO (cont.)
Condiciones de Operación:
Temperatura = 85-90°C (temp. de
ebullición de la mezcla)
Presión = 1 atm
Catalizador = FeCl2 (3% con respecto a la
cantidad de NB)
33. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO (cont.)
Condiciones de Operación (cont.):
Tiempo de agitación = 1.5 horas
Relaciones de alimentación de materias
primas
• 2.5 moles de Fe / 1 mol de NB a reducir
• 4 - 5 moles de agua / 1 mol de NB a reducir
34. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO (cont.)
Fase de reacción: Líquida, con agitación
constante y vigorosa
Termodinámica: La reacción es fuertemente
exotérmica (-4790 Kcal/Kg de NB
reaccionado)
Cinética: 1.5 – 2 horas de reacción
35. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO (cont.)
Sistema: Discontinuo (por cargas)
Reactor: Tipo Batch
• Tanque de hierro fundido (revestido interiormente
de material resistente al ácido)
• Provisto de agitador mecánico
• Es de doble pared (enchaquetado)
36. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR
REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)
Factores fisicoquímicos:
• El Fe es mucho más activo y barato que
otros metales.
• El Fe debe estar finamente dividido para
presentar una mayor área de contacto.
37. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR
REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)
Factores fisicoquímicos (cont.):
• La velocidad de reducción del
nitrobenceno es función directa de la
velocidad de oxidación del hierro.
Empleando hierro finamente dividido se
acorta el tiempo de reacción.
38. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR
REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)
Factores fisicoquímicos (cont.):
• La partículas de hierro deben poseer
una buena porosidad y rugosidad
superficial.
39. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO (cont.)
Factores fisicoquímicos (cont.):
• Este proceso de reducción es una
reacción catalítica heterogénea. Es
necesario un íntimo contacto entre el
nitrobenceno, el hierro y el catalizador.
Esto se logra con una agitación intensa.
41. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO (cont.)
Descripción del proceso:
• Se carga al reactor el agua, el hierro, el
catalizador y el ácido.
• Se calienta la masa de reacción y se
agita intensamente.
42. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO (cont.)
Descripción del proceso (cont.):
• Se alimenta el nitrobenceno a intervalos
definidos.
• Después de cargar todos los reactivos
se suministra calor para mantener una
relación de reflujo intenso.
43. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO (cont.)
Descripción del proceso (cont.):
• Al término de la reacción se agrega una
solución de Ca(OH)2, para neutralizar la
carga, a fin de facilitar la destilación de la
anilina.
44. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO (cont.)
Descripción del proceso (cont.):
+ HCl
+ Ca(OH)2 2 + CaCl2 + 2 H2O
-NH2 -NH3Cl
-NH2-NH3Cl
45. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO (cont.)
Descripción del proceso (cont.):
• Luego se destila la carga del reactor con
la finalidad de extraer la anilina.
46. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO (cont.)
Descripción del proceso (cont.):
• El reflujo del condensador se dirige a un
decantador donde se obtienen dos
capas.
47. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO (cont.)
Descripción del proceso (cont.):
• La capa aceitosa pasa a una columna de
rectificación. La destilación comprende
tres etapas.
48. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO (cont.)
Descripción del proceso (cont.):
• El agua de anilina es alcalinizado y
destilado en una caldera .
49. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR
REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)
Usos:
Para la fabricación de productos, como:
Isocianatos
Aditivos para caucho (aceleradores de
vulcanización y antioxidantes)
Hidroquinona
50. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR
REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)
Usos (cont.):
Colorantes
Ciclohexilamina
Benzoquinona
Alquilanilinas
Acetanilida
51. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR
REDUCCION DE NITROBENCENO (cont.)
Usos (cont.):
Difenilamina
4,4’-diaminodifenilmetano
Productos farmacéuticos
Herbicidas
52. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR
REDUCCION DE NITROBENCENO EN
FASE VAPOR
Proceso: Aminación por Reducción
Materia Prima: Nitrobenceno
Agente de Proceso: Hidrógeno gaseoso
53. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO EN FASE VAPOR (cont.)
Reacciones Químicas:
1. Reacción química principal
+ 3H2 + 2 H2O-NO2 -NH2
54. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO EN FASE VAPOR (cont.)
Reacciones Químicas (cont.):
2. Reacción química secundaria
2 + NH3-NH2 -NH-
55. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO EN FASE VAPOR (cont.)
Condiciones de Operación:
Temperatura = desde 250 °C (a la entrada
del reactor) hasta 350-370 °C (a la salida
del segundo reactor)
Presión = atmosférica
56. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO EN FASE VAPOR (cont.)
Condiciones de Operación (cont.):
Catalizador = Cobre reducido / SiO2
Gran exceso de H2 = H2 / Nitrobenceno =
aproximadamente 9:1
57. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO EN FASE VAPOR (cont.)
Fase de reacción: Gaseosa
Termodinámica: La reacción es fuertemente
exotérmica (-117 Kcal/mol)
Cinética: 0.5 – 1 segundo
58. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO EN FASE VAPOR (cont.)
Sistema: Continuo
Reactor: Catalítico de lecho fijo
60. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO EN FASE VAPOR (cont.)
Descripción del proceso:
• El MNB líquido, junto con el hidrógeno
fresco y de reciclo son llevados a un
intercambiador de calor.
• La mezcla vaporizada pasa sobre el
lecho catalítico contenido en los dos
61. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO EN FASE VAPOR (cont.)
Descripción del proceso (cont.):
• El efluente del sistema de reacción pasa
al intercambiador de calor.
• Luego pasa a un condensador tubular
enfriado por agua, en donde se separa el
hidrógeno gaseoso que retorna al
62. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO EN FASE VAPOR (cont.)
Descripción del proceso (cont.):
• El condensado es conducido a un
decantador donde se divide en dos
capas:
La capa acuosa (agua de anilina)
La capa aceitosa (anilina cruda).
63. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO EN FASE VAPOR (cont.)
Descripción del proceso (cont.):
• El agua de anilina se bombea a una
columna de extracción continua, en
donde se separa la anilina disuelta en el
agua por una corriente descendente de
MNB, que luego se separa de la anilina
por destilación.
64. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO EN FASE VAPOR (cont.)
Descripción del proceso (cont.):
• La capa aceitosa se conduce a un
sistema de destilación para aislarla de las
impurezas que lo acompañan.
66. AMINACION POR REDUCCION
PRODUCCION DE ANILINA POR REDUCCION DE
NITROBENCENO
FASE LIQUIDA
(Fe / HCl)
FASE VAPOR
Ventajas
El hierro gastado puede ser
usado para la preparación de
pigmentos.
Menor temperatura de
proceso.
El producto de reacción es
más puro.
Alta exotermicidad de la
reacción.
Desventaja
s
Mayor costo de
procesamiento.
Gran dificultad para agitar el
reactor.
Menor rendimiento.
Costo de la producción de H2.
Mayor posibilidad de
68. AMINACION POR AMONOLISIS
DEFINICION
Es un proceso que comprende el
reemplazo de un sustituyente
nuclear tal como el oxidrilo (-OH),
cloro (-Cl), o ácido sulfónico (-SO3H)
con el grupo amino por tratamiento
con amoniaco.
72. AMINACION POR AMONOLISIS
AGENTE DE PROCESO (cont.)
AMONIACO (NH3)
Gas incoloro.
Soluble en agua, alcohol etílico de
95%, éter etílico.
73. AMINACION POR AMONOLISIS
AGENTE DE PROCESO (cont.)
AMONIACO (NH3) (cont.)
Puede emplearse:
Puro
• Estado gaseoso
• Estado líquido
Disuelto
• Solución acuosa
• Solvente orgánico
77. AMINACION POR AMONOLISIS
REACCIONES DE AMINACION POR
AMONOLISIS
A. AMONOLISIS DE COMPUESTOS
HALOGENADOS
1. Halogenuros de Alquilo
El halógeno de los halogenuros de
alquilo es fácilmente sustituido por un
grupo amino.
78. AMINACION POR AMONOLISIS
REACCIONES DE AMINACION POR
AMONOLISIS (cont.)
A. AMONOLISIS DE COMPUESTOS
HALOGENADOS (cont.)
1. Halogenuros de Alquilo (cont.)
Por consideraciones económicas
suelen emplearse como materias
primas cloruros de alquilo.
79. AMINACION POR AMONOLISIS
REACCIONES DE AMINACION POR AMONOLISIS
(cont.)
A. AMONOLISIS DE COMPUESTOS
HALOGENADOS (cont.)
1. Halogenuros de Alquilo (cont.)
Algunas veces se utilizan bromuros de
alquilo, pues con estos se obtienen
productos (aminas primarias) más puros y
la amonólisis se hace en condiciones más
suaves.
80. AMINACION POR AMONOLISIS
R-Cl + NH3(ac) R-NH2 + HCl
R-Cl + R-NH2 R-NH-R + HCl
R-Cl + R-NH-R R-N-R + HCl
R
AMINA SECUNDARIA
AMINA TERCIARIA
REACCIONE
S
DE
ACTIVIDAD
MULTIPLE
81. AMINACION POR AMONOLISIS
Si la cantidad de amoniaco está en
defecto, se favorece las reacciones de
actividad múltiple.
A escala industrial se trata de obtener
solo aminas primarias.
Por esto, la relación de amoniaco a
reactante es no menor de 5 /1.
82. AMINACION POR AMONOLISIS
REACCIONES DE AMINACION POR
AMONOLISIS (cont.)
A. AMONOLISIS DE COMPUESTOS
HALOGENADOS (cont.)
2. Compuestos aromáticos halogenados
+ NH3 + HCl
Cl NH2
Cu+(
CuCl)
83. AMINACION POR AMONOLISIS
REACCIONES DE AMINACION POR AMONOLISIS
(cont.)
B. SUSTITUCION DE LOS GRUPOS SULFONICO
(-SO3H) Y SULFATO (-OSO3H)
O
O
-NH2
O
O
-SO3H
+ NH3(ac)
165°C
+ H2SO3
KClO
3
Ac. ß-antraquinosulfónico ß-Aminoantraquinona
•
84. AMINACION POR AMONOLISIS
El KClO3 inhibe la acción del H2SO3 (agente
reductor) que tiende a reducir los grupos
ceto tanto de la materia prima y producto.
H2SO3 +
KClO3
H2SO4 + KCl3 3
85. AMINACION POR AMONOLISIS
REACCIONES DE AMINACION POR AMONOLISIS
(cont.)
B. SUSTITUCION DE LOS GRUPOS SULFONICO (-SO3H)
Y SULFATO (-OSO3H) (cont.)
• El grupo –OSO3H puede sustituirse fácilmente en los
sulfatos ácidos de aminoalquilo al reaccionar con el
amoniaco o las aminas.
H2N-CH2-CH2-OSO3H + NH3(ac)
NaO
H
H2N-CH2-CH2-NH2 + H2SO4
Etilendiamina
Sulfato ácido de aminoetilo
86. AMINACION POR AMONOLISIS
El NaOH evita en parte la hidrólisis del grupo
–OSO3H (se forma aminoetanol) por acción del
agua (medio de reacción) y el H2SO4 generado.
También se forman otras sustancias no
deseadas como la dietilentriamina
H2N-CH2-CH2-OSO3H + H2O
H+
H2N-CH2-CH2-OH
2 NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2 H2O
87. AMINACION POR AMONOLISIS
REACCIONES DE AMINACION POR
AMONOLISIS (cont.)
C. CONVERSION DE ALCOHOLES EN
AMINAS
CH3OH + NH3
AlPO4
350-400 °C, 290 psi
CH3-NH2 + H2O
2 CH3OH + NH3
3 CH3OH + NH3
(CH3)2-NH + 2 H2O
(CH3)3-N + 3 H2O
•
88. AMINACION POR AMONOLISIS
REACCIONES DE AMINACION POR
AMONOLISIS (cont.)
C. CONVERSION DE ALCOHOLES EN
AMINAS (cont.)
• OH + NH3
FeCl3
T, P
NH2
+ H2O
•
-OH
+ NH3
NaNH3SO3
-NH2
+ H2O
2-Naftol 2-Naftilamina
89. AMINACION POR AMONOLISIS
REACCIONES DE AMINACION POR
AMONOLISIS (cont.)
D. HIDROAMONOLISIS DE COMPUESTOS
CARBONILICOS
Los aldehídos y cetonas se convierten
en aminas por acción del NH3 en
presencia de H2 y un catalizador de
hidrogenación.
90. AMINACION POR AMONOLISIS
REACCIONES DE AMINACION POR
AMONOLISIS (cont.)
D. HIDROAMONOLISIS DE COMPUESTOS
CARBONILICOS (cont.)
CH3-CHO + NH3
H2
NiS, WoS2
CH3-CH2-NH2 + H2O•
CH3-CO-CH3 + NH3
H2
NiS, WoS2
CH3-CH-CH3 + H2O
NH2
•
91. AMINACION POR AMONOLISIS
REACCIONES DE AMINACION POR
AMONOLISIS (cont.)
D. HIDROAMONOLISIS DE COMPUESTOS
CARBONILICOS (cont.)
H2
• + NH3
O
Ni
NH2
+ H2O
Ciclohexanona Ciclohexilamina
92. AMINACION POR AMONOLISIS
REACCIONES DE AMINACION POR
AMONOLISIS (cont.)
D. HIDROAMONOLISIS DE COMPUESTOS
CARBONILICOS (cont.)
H2
• + NH3
Ni
+ H2O
Glucosa Glucosamina
CH2-OH
OH
OH
HO
OH
CHO
CH2-OH
OH
OH
HO
OH
CH2-NH2
94. AMINACION POR AMONOLISIS
REACCIONES DE AMINACION POR
AMONOLISIS (cont.)
E. REACCIONES DE ADICION (cont.)
• + NH3(ac)
(28 %)
30-40 °C
HO-CH2-CH2-NH2CH2 – CH2
O Monoetanolamina
2
CH2CH2O
+ NH3(ac) (HOCH2CH2)2N
H Dietanolamina
3 + NH3(ac) (HOCH2CH2)3N
Trietanolamina
Oxido de etileno
95. AMINACION POR AMONOLISIS
FACTORES FISICOS Y QUIMICOS QUE
INFLUYEN EN LA AMONOLISIS
1. SOLUBILIDAD
Las sustancias solubles en amoniaco se
convierten más fácilmente en aminas que
las no solubles.
Se facilita la disolución aumentando la
concentración de NH3 o la temperatura.
96. AMINACION POR AMONOLISIS
FACTORES FISICOS Y QUIMICOS QUE
INFLUYEN EN LA AMONOLISIS (cont.)
2. AGITACION
En la amonólisis en fase liquida, la
velocidad de aminación depende de la
homogeneidad de la mezcla
reaccionante.
La agitación aumenta considerablemente
97. AMINACION POR AMONOLISIS
FACTORES FISICOS Y QUIMICOS QUE
INFLUYEN EN LA AMONOLISIS (cont.)
3. TIPO DE HALOGENO
Es mucho mas fácil la sustitución de los
átomos de bromo que los átomos de
cloro.
98. AMINACION POR AMONOLISIS
FACTORES FISICOS Y QUIMICOS QUE
INFLUYEN EN LA AMONOLISIS (cont.)
4. TEMPERATURA
El incremento de la temperatura aumenta:
La solubilidad, y
La velocidad de reacción.
99. AMINACION POR AMONOLISIS
FACTORES FISICOS Y QUIMICOS QUE INFLUYEN
EN LA AMONOLISIS (cont.)
5. CONCENTRACION DE AMONIACO
Las ventajas de utilizar soluciones más concentradas
de amoniaco son:
La aminación es mas rápida
La conversión de la materia prima en amina
primaria es más completa.
100. AMINACION POR AMONOLISIS
FACTORES FISICOS Y QUIMICOS QUE INFLUYEN
EN LA AMONOLISIS (cont.)
5. CONCENTRACION DE AMONACO (cont.)
Se inhibe la formación de aminas
secundarias, terciarias e
hidroxicompuestos.
Puede emplearse temperaturas más
bajas.
101. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE
CLOROBENCENO CON AMONIACO
Proceso: Aminación por amonólisis
Materia prima: Clorobenceno (C6H5Cl)
Agente de proceso: Amoniaco acuoso
(28 %)
102. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE
CLOROBENCENO CON AMONIACO
(cont.)
Reacciones químicas:
1. Reacción química principal
-
Cl
-NH2+ 2 NH3(ac) + NH4Cl
103.
104. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE
CLOROBENCENO CON AMONIACO
(cont.)
Condiciones de operación:
Temperatura = 200-210 °C
Presión = 60-67 bar
No hay desplazamiento del equilibrio (Δn=0)
Acelera la velocidad de reacción
Mantiene al agente de proceso en fase
105. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE
CLOROBENCENO CON AMONIACO
(cont.)
Condiciones de operación (cont.):
Catalizador = Cu2O (cobre reductor que
se oxida fácilmente)
Relación molar de reactantes =
Amoniaco/Clorobenceno : 6/1
106. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE
CLOROBENCENO CON AMONIACO
(cont.)
Fase de reacción: Líquida
Termodinámica: La reacción es ligeramente
exotérmica
Cinética: El tiempo de reacción es rápido
(minutos)
107. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE
CLOROBENCENO CON AMONIACO
(cont.)
Sistema: Discontinuo (por las altas
presiones)
Reactor: Tipo autoclave, de acero, con
dispositivo de agitación.
109. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE
CLOROBENCENO CON AMONIACO
(cont.)
Descripción del proceso:
• La operación se inicia cargando la
materia prima y el agente de proceso al
autoclaveautoclave.
• Para alcanzar la temperatura de reacción,
se calienta el reactor con vapor de agua a
110. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE
CLOROBENCENO CON AMONIACO
(cont.)
Descripción del proceso (cont.):
• Los vapores que salen del sistema
reaccionante, principalmente NH3, se
expanden en un expansorexpansor.
• Luego se enfrían en un condensadorcondensador.
111. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE
CLOROBENCENO CON AMONIACO
(cont.)
Descripción del proceso (cont.):
• Los gases enfriados pasan a un
absorbedorabsorbedor en donde se recupera la
mayor parte del NH3 en forma de NH4OH.
• La carga de reacción del autoclave la
112. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE
CLOROBENCENO CON AMONIACO
(cont.)
Descripción del proceso (cont.):
• En el neutralizador se trata la carga con
una solución alcalina para:
Descomponer el NH4Cl
NH4Cl + NaOH NaCl + NH4OH
113. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE
CLOROBENCENO CON AMONIACO
(cont.)
Descripción del proceso (cont.):
• En el neutralizador se trata la carga con
una solución alcalina para (cont.):
Convertir el fenol en fenolato alcalino
+ NaOH + H2O-OH -ONa
114. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE
CLOROBENCENO CON AMONIACO (cont.)
Descripción del proceso (cont.):
• En una columna de destilacióncolumna de destilación
fraccionadafraccionada, por arrastre con vapor de
agua, se separa el amoniaco,
clorobenceno, la anilina y la difenilamina.
115. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE
CLOROBENCENO CON AMONIACO (cont.)
Descripción del proceso (cont.):
• La porción acuosa restante que contiene
disuelto el fenolato, se filtrafiltra para separar
el precipitado de cobre el que se lavalava y se
recicla.
116. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE
CLOROBENCENO CON AMONIACO (cont.)
Descripción del proceso (cont.):
• El filtrado pasa a un acidificadoracidificador donde se
regenera el fenol que se recupera por
destilacióndestilación de la solución acidificada.
117. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE
CLOROBENCENO CON AMONIACO (cont.)
Descripción del proceso (cont.):
-ONa -OH+ H+
+ Na+
118. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE
FENOL
Proceso: Aminación por amonólisis
Materia prima: Fenol (C6H5OH)
Agente de proceso: Amoniaco (NH3)
119. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE
FENOL (cont.)
Reacciones químicas:
1. Reacción química principal
-OH -NH2+ NH3 + H2O
120. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE
FENOL (cont.)
Reacciones químicas (cont.):
1. Reaccione química secundaria
-OH -NH2 + H2O-NH-
Difenilamina
+
121. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE
FENOL (cont.)
Condiciones de operación:
Temperatura = 425 °C
Presión = 200 bar
Exceso de amoniaco
122. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE
FENOL (cont.)
Condiciones de operación (cont.):
Catalizador = Al2O3
.
SiO2 (ácido de Lewis)
con promotores metálicos
(cocatalizadores), como Ce, V o W.
123. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE ANILINA A PARTIR DE
FENOL (cont.)
Fase de reacción: Gaseosa
Sistema: Continuo
Reactor: Catalítico de lecho fijo
125. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE METILAMINAS A PARTIR
DE ALCOHOL Y AMONIACO
Proceso: Amonólisis (Metilación gradual)
Materia prima: Metanol (CH3OH)
Agente de proceso: Amoniaco (NH3)
126. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE METILAMINA A PARTIR
DE ALCOHOL Y AMONIACO (cont.)
Reacciones químicas:
CH3OH + NH3 CH3-NH2 + H2O
2 CH3OH + NH3
3 CH3OH + NH3
(CH3)2-NH + 2 H2O
(CH3)3-N + 3 H2O
Monometilamina
Dimetilamina
Trimetilamina
127. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE METILAMINAS A PARTIR
DE ALCOHOL Y AMONIACO (cont.)
Condiciones de operación:
Temperatura = 350-400 °C
Presión = 20 bars
Catalizador = AlPO4 o Al2O3
.
SiO2 (catalizador de
deshidratación)
NH3 / CH3OH > 1
128. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE METILAMINAS A PARTIR
DE ALCOHOL Y AMONIACO (cont.)
Fase de reacción: Gaseosa
Termodinámica: -5 Kcal/mol
Sistema: Continuo
130. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE METILAMINAS A PARTIR
DE ALCOHOL Y AMONIACO (cont.)
Descripción del proceso:
• Es posible obtener cualquier proporción
de mono-, di-, o trimetilaminas, variando
las condiciones de proceso.
131. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE METILAMINAS A PARTIR
DE ALCOHOL Y AMONIACO (cont.)
Descripción del proceso (cont.):
• La producción de las mono y
dimetilaminas se ven favorecidas por:
El incremento de la relación NH3/CH3OH
La adición de agua
La retroalimentación de la trimetilamina
132. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE METILAMINAS A PARTIR
DE ALCOHOL Y AMONIACO (cont.)
Usos:
Monometilamina
• Para su posterior transformación en:
O = C
NHCH3
NHCH3
Dimetilurea
N
= O
CH3
N-metilpirrolidona
133. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE METILAMINAS A PARTIR
DE ALCOHOL Y AMONIACO (cont.)
USOS (cont.):
Monometilamina (cont.)
• Explosivos
• Insecticidas
• Surfactantes
134. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE METILAMINAS A PARTIR
DE ALCOHOL Y AMONIACO (cont.)
USOS (cont.):
Dimetilamina
• Para obtener:
HCON(CH3)2
N,N-Dimetilformamida
CH3CON(CH3)2
N,N-Dimetilacetamida
135. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE METILAMINAS A PARTIR
DE ALCOHOL Y AMONIACO (cont.)
USOS (cont.):
Dimetilamina (cont.)
• Pesticidas
• Tratamiento de agua
136. AMINACION POR AMONOLISIS
PRODUCCION DE METILAMINAS A PARTIR
DE ALCOHOL Y AMONIACO (cont.)
USOS (cont.):
Trimetilamina
• Para su transformación por
carbonilación en N,N-dimetilacetamida
• Biocidas
• Slimicidas