Estudio de la hidrogenación quimioselectiva de ésteres de ácidos grasos a alcoholes grasos mediante catalizadores metálicos soportados

Abstract

[ES] Los alcoholes grasos o alcoholes de cadena larga suelen ser compuestos de elevado peso molecular y de cadena lineal con un número de átomos de carbono comprendido entre 6 y 26 átomos, dependiendo de la materia prima de la cual proceden. Los alcoholes grasos son moléculas anfifílicas que tienen una amplia aplicación industrial como emolientes, emulsificantes, espesantes, etc. tanto en la industria cosmética como alimentaria. Su producción a gran escala tiene lugar a partir de la hidrogenación de ésteres de ácidos grasos, el cual es un proceso tecnológico que no ha variado mucho en las últimas décadas, y en el que se ha venido usando comúnmente catalizadores basados en Cu/Cr bajo drásticas condiciones de reacción (20-30 Mpa y 200-300 ºC); siendo el principal problema la toxicidad del cromo. En este sentido, el diseño de un catalizador heterogéneo que reemplace el uso de este elemento y que sea altamente activo, selectivo y con buena estabilidad se hace imperativo para la optimización de los procesos de obtención de alcoholes grasos y la calidad de los mismos. En la literatura reciente se ha descrito la obtención de alcoholes grasos a partir de Pd, Ru, Sn, B, Cu y Zn soportados sobre óxido de aluminio con buenos resultados en cuanto a actividad y estabilidad, aunque con moderada/baja selectividad hacia la obtención de alcoholes grasos. Paralelamente con el fin de mejorar la sostenibilidad del proceso de producción y disminuir su impacto ambiental, se está priorizando su obtención a partir de materia prima proveniente de la biomasa (ésteres de ácidos grasos) frente a materias primas provenientes de la industria petroquímica. Teniendo en cuenta estas premisas, en este trabajo fin de máster se espera mejorar las condiciones de hidrogenación y mejorar la selectividad a alcoholes grasos procedentes de la biomasa, empleando preferentemente catalizadores basados en metales seminobles y/o elementos metálicos abundantes soportados, y teniendo en cuenta además que la naturaleza química de los soportes puede influir de manera directa en la selectividad de la reacción además de establecer una posible sinergia metal-soporte. Un último objetivo importante de este trabajo será mejorar las condiciones experimentales de reacción con respecto a las reportadas en la bibliografía.

[EN] Fatty alcohols or long chain alcohols are usually compounds of high molecular weight and linear chain with a number of carbon atoms between 6 and 26 atoms, depending on the raw material from which they come. Fatty alcohols are amphiphilic molecules that have a wide industrial application as emollients, emulsifiers, thickeners, etc. both in the cosmetic and food industry. Its large-scale production takes place from the hydrogenation of fatty acid esters, which is a technological process that has not changed much in recent decades, and in which catalysts based on low Cu / Cr have been commonly used. drastic reaction conditions (20-30 MPa and 200-300 ° C); the main problem being the toxicity of chromium. In this sense, the design of a heterogeneous catalyst that replaces the use of this element and that is highly active, selective and with good stability becomes imperative for the optimization of the processes for obtaining fatty alcohols and their quality. Recent literature has described obtaining fatty alcohols from Pd, Ru, Sn, B, Cu and Zn supported on aluminum oxide with good results in terms of activity and stability, although with moderate / low selectivity towards obtaining of fatty alcohols. At the same time, in order to improve the sustainability of the production process and reduce its environmental impact, priority is being given to obtaining it from raw material from biomass (fatty acid esters) over raw materials from the petrochemical industry. Taking these premises into account, in this master's degree work it is expected to improve the hydrogenation conditions and improve the selectivity to fatty alcohols from biomass, preferably using catalysts based on semi-noble metals and / or supported abundant metallic elements, and taking into account in addition, the chemical nature of the supports can directly influence the selectivity of the reaction in addition to establishing a possible metal-support synergy. A final important objective of this work will be to improve the experimental reaction conditions with respect to those reported in the bibliography.