Investigación aplicada al diseño de una instalación industrial de obtención de Toglicolato de Butilo

Resumen

El tioglicolato de N-Butilo es un producto intermedio muy utilizado en la síntesis de estabilizantes térmicos utilizados en las industrias de fabricación de plásticos. Otros derivados tienen importantes aplicaciones en agroquímica, farmacia, inhibidores de corrision, y, recientemente, como aditivos para lubricantes. El tioglicolato de N-Butilo se prepara mediante reacción entre coloracetato de N-Butilo con un sulfuro ácido alcalino, o por reacción entre el ácido tioglicolico y el butanol, usando como catalizador un ácido mineral. Los rendimientos y selectividades no son altos y es preciso purificar el ester para su utilización posterior. La presente tesis proporciona un método mejorado para la síntesis del tioglicolato de N-Butilo, que consiste en hacer reaccionar directamente el ácido con N-Butanol, utilizando como catalizador una resina de intercambio ionico; el agua formada se elimina mediante el Azeotropo butanol-agua. El producto de reacción se enfría, se filtra, y se elimina el exceso de alcohol. La resina se reutiliza en la nueva reacción, o se regenera si es preciso. Para un tiempo de reacción de 4 horas, los rendimientos y selectividades son superiores al 97%, obteniéndose un producto de gran pureza y libre de ácidos. La reacción se ha seguido por alcalimetría y cromatografía gaseosa, y el producto final se ha identificado por ir, RMN y espectrometría de masas. La optimización de parámetros se ha llevado a cabo mediante un diseño estadístico. Se han realizado otros trabajos destinados a obtener los datos necesarios para escalar el proceso: recuperación de la resina, separación y degradación del ester, determinación de propiedades físicas y termodinámicas, modelo matemático de reacción, desarrollo de programas para el diseño, etc.