Direct synthesis of H202: Study of the influence of N2 as reaction inert and optimization of the reactor configuration = (Síntesis directa del H202. Estudio de la influencia de N2 como inerte de reacción y selección de la configuración de reactor óptima)

Abstract

El desarrollo de la producción de peróxido de hidrógeno mediante síntesis directa y su aplicación en el entorno de la industria química constituye una de las principales prioridades en la Agenda estratégica de Investigación (SRA) de la Plataforma Tecnológica Europea para la Química Sostenible.El peróxido de hidrógeno, conocido comúnmente como agua oxigenada, es un líquido incoloro con fuertes propiedades oxidantes y altamente inestable que se puede descomponer por acción de: el calor, la luz o el contacto con metales. Entre sus múltiples aplicaciones, además de en medicina y farmacia, están la síntesis química (oxidación de propileno), la industria textil y del papel (acción blanqueante), el tratamiento de aguas residuales o incluso en la industria alimentaria, en la aeronáutica o en la electrónica. La importancia del peróxido de hidrógeno radica en su carácter ¿verde¿ debido a su baja toxicidad, alta degradabilidad y al hecho de que descompone generando agua como único subproducto. Tradicionalmente la producción industrial de peróxido de hidrógeno ha estado dominada por la ruta de la antraquinona. Mediante un proceso cíclico la 2 alquil-antraquinona es reducida en presencia de paladio e hidrógeno y oxidada posteriormente con aire para obtener peróxido de hidrógeno. Las condiciones de operación, aunque ventajosas, y la cantidad de subproductos generados que hacen necesaria una posterior purificación y separación limitan la viabilidad de este proceso solo para grandes escalas. Durante las últimas décadas se han desarrollado varios procesos alternativos para la síntesis de peróxido de hidrógeno. La síntesis directa es la más prometedora de todas ellas y la que ha sido más estudiada por varios grupos de investigación. Esta opción no solo reduce notablemente la necesidad de una purificación posterior sino que permite la síntesis in situ, eliminando los riesgos asociados al transporte. Aunque en sí misma la reacción de síntesis es sencilla, el proceso en su totalidad tiene una gran cantidad de limitaciones y complejidades. Además de la reacción principal existen otras tres reacciones secundarias (Figura 1) que son termodinámicamente favorables y compiten contra la principal, reduciendo la selectividad y eficiencia del proceso