Ácido sulfónico en Chile

INTRODUCCION

Detergente, término aplicado a compuestos cuya disolución actúa como agente limpiador de la suciedad y de sustancias en superficies contaminadas.

Los constituyentes de los detergentes suelen denominarse agentes de superficie activa o surfactantes, pues actúan sobre una superficie. Una propiedad común de los detergentes es que están formados de moléculas relativamente grandes (de una masa molecular superior a 200). Una parte de la molécula es soluble en materiales orgánicos y la otra en agua.

Los detergentes se obtienen tratando un compuesto aromático, derivado del benceno, con ácido sulfúrico, neutralizándolo posteriormente con hidróxido de sodio para transformarlo en su sal de sodio.

Después de haber visto a modo de introducción une breve reseña de lo que es el detergente pasaremos ahora a entra en detalles al hablar de lo que es la sufonación, proceso que produce la materia prima de los detergentes que lo es el ácido dodecil benceno sulfonico.

Sulfonación

Este es un proceso que tiene como propósito la obtención de ácido sufonico o mejor dicho aun de forma mas especifica y correcta de ácido dodecilbenceno sulfonico; elaborado a partir del SO3 que se obtiene posteriormente de la combustión del azufre (materia prima del proceso) en presencia de oxigeno. Dicho proceso consiste en varias etapas a lo largo de su desarrollo, las cuales serán expuestas mas adelante en lo que será la descripción del proceso. A continuación definiciones y aplicaciones de algunas sustancias generadas o consumidas en el proceso.

Ácido dodecilbenceno sulfonico

Este agente químico tiene sobresalientes propiedades y se obtiene a partir de materias primas que no son difíciles de obtener y son menos costosas que otras materias primas que sirven como base a otros detergentes. Esta materia prima es la que aporta el ingrediente activo. Ingrediente activo: es el ingrediente que efectúa la labor de limpieza o de poder limpiador. Este es de forma ácida y es necesario neutralizarlo y para ello se requiere de un liquido de forma alcalina llamado soda cáustica. Ingrediente activo: es el ingrediente que efectúa la labor de limpieza o de poder limpiador.

Este ácido se obtiene a partir del azufre en un proceso conocido como sulfonación, el cual es el proceso de interés en este reporte; de manera objetiva podemos decir que para tratar el azufre en este proceso se utilizan sustancias como:

• Oxido de vanadio (VaO5): que se utiliza como catalizador.
• Aire (oxigeno): que se usa para la obtención del SO3.
• DDB: que se hace reaccionar con el SO3 para obtener el ácido sulfonico (DDBS).

A continuación vamos a hablar acerca de algunos de los materiales utilizados en la sulfonación; y daremos algunas de sus aplicaciones en otras áreas, esto hecho así como un modo de aportar más información al lector.

Azufre

Azufre, de símbolo S, es un elemento no metálico, insípido, inodoro, de color amarillo pálido. El azufre se encuentra en el grupo 16 del sistema periódico. Su número atómico es 16 y su masa atómica 32,064.

También llamado `piedra inflamable’, el azufre se conoce desde tiempos prehistóricos y ya aparecía en la Biblia y en otros escritos antiguos. Debido a su inflamabilidad, los alquimistas lo consideraron como un elemento esencial de la combustión (véase Alquimia). En nuestro caso simplemente es la materia prima de nuestro proceso.

Aplicación

La aplicación más importante del azufre es la fabricación de compuestos como ácido sulfúrico, sulfitos, sulfatos y dióxido de azufre, todos ellos ya citados. En medicina, el azufre ha cobrado gran relevancia por la extensión del uso de las sulfamidas y su utilización en numerosas pomadas tópicas. Se emplea también para fabricar fósforos, caucho vulcanizado, tintes y pólvora. En forma de polvo finamente dividido y frecuentemente mezclado con cal, el azufre se usa como fungicida para las plantas. La sal tiosulfato de sodio, Na2S2O3·5H2O, llamada impropiamente hiposulfito, se emplea en fotografía para el fijado de negativos y positivos. Combinado con diversas láminas de minerales inertes, el azufre constituye un pegamento especial utilizado para sujetar objetos metálicos a la roca, como en el caso de los rieles o vías de tren y cadenas. El ácido sulfúrico es uno de los productos químicos industriales más importantes, pues además de emplearse en la fabricación de sustancias que contienen azufre sirve también para obtener una gran cantidad de materiales que no contienen azufre en sí mismos, como el ácido fosfórico.

Vanadio

Vanadio, de símbolo V, es un elemento metálico blanco plateado de número atómico 23. El vanadio es uno de los elementos de transición del sistema periódico. Fue descubierto en 1801, en México, por Andrés Manuel del Río, pero se pensó que era una forma de cromo. En 1830 aproximadamente, el químico sueco Nils Gabriel Sefström lo reconoció como un nuevo elemento.

Aplicaciones

Debido a su dureza y gran resistencia a la tracción, el metal se utiliza en muchas aleaciones, como el ferrovanadio, el níquel-vanadio y el cromo-vanadio. Los aceros de cromo-vanadio se utilizan para fabricar muelles y en mecanismos de transmisión y otras piezas de los motores. Las aleaciones de titanio-vanadio se usan para vainas de proyectiles, bastidores de motores a reacción y componentes de reactores nucleares. Como catalizador, el vanadio ha sustituido en gran medida al platino en la fabricación de ácido sulfúrico y se utiliza a menudo como revelador fotográfico, como agente reductor y como agente desecante en varias pinturas.

En nuestro proceso de sulfonación su aplicación es como catalizador de la reacción de oxidación del SO3.

Oxigeno:

Oxígeno, de símbolo O, es un elemento gaseoso ligeramente magnético, incoloro, inodoro e insípido. El oxígeno es el elemento más abundante en la Tierra. Fue descubierto en 1774 por el químico británico Joseph Priestley e independientemente por el químico sueco Carl Wilhelm Scheele; el químico francés Antoine Laurent de Lavoisier demostró que era un gas elemental realizando sus experimentos clásicos sobre la combustión.

Aplicaciones

Se usan grandes cantidades de oxígeno en los sopletes para soldar a alta temperatura, en los cuales, la mezcla de oxígeno y otro gas produce una llama con una temperatura muy superior a la que se obtiene quemando gases en aire. El oxígeno se le administra a pacientes con problemas respiratorios y también a las personas que vuelan a altitudes elevadas, donde la baja concentración de oxígeno no permite la respiración normal. El aire enriquecido con oxígeno se utiliza para fabricar acero en los hornos de hogar abierto.

En el proceso de sulfonación este se utiliza con el objetivo de logra la combustión del azufre al hacerlo reaccionar con el mismo, siendo el propósito el de obtener SO2. Luego de haber visto las definiciones y las aplicaciones de las sustancias mencionadas anteriormente damos paso al diagrama de bloques del proceso y posteriormente a la descripción del proceso en el cual se detallan de forma sintetizada lo que ocurre en cada una de las etapas del proceso.