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La ciclohexanona es un importante intermedio químico usado en la fabricación de nylon 6 y fibras de poliamida, por lo que la purificación de este monómero resulta crítica para obtener un producto final de buena calidad.
Cinética de eliminación de impurezas en el proceso de purificación de ciclohexanona
La ciclohexanona se obtiene, principalmente, a partir de la oxidación catalítica de ciclohexano, donde se produce una mezcla de ciclohexanol y ciclohexanona, conocida como KA-oil. Esta mezcla contiene impurezas orgánicas presentes en la materia prima y que se conservan o producen tras el proceso de oxidación [1-3]. Estas impurezas afectan de manera drástica en la pureza de la caprolactama, lo cual repercute en las cualidades físicas de las fibras de nylon [4-6].
En la Figura 1 se resume el proceso de producción de caprolactama, en donde la ciclohexanona reacciona con la hidroxilamina dando ciclohexanona oxima, la cual, mediante su transposición de Beckmann, produce caprolactama, que se polimeriza obteniéndose nylon 6 [1, 7].
La necesidad del empleo de ciclohexanona de alta pureza en el proceso requiere que deba realizarse su separación del ciclohexanol. Para ello se emplea un proceso de purificación compuesto por tres columnas de destilación [2, 3, 8, 9]. La mezcla KA-oil se alimenta a la primera columna, donde se eliminan las impurezas cuyo punto de ebullición es más bajo que el de la ciclohexanona (impurezas ligeras). La fracción obtenida por fondos se destila en la segunda etapa, obteniéndose por cabeza la ciclohexanona pura. Sin embargo, en ésta las impurezas con puntos de ebullición cercanos a los de la ciclohexanona (155ºC a 1 bar) se eliminan parcialmente. Por último, la corriente rica en ciclohexanol (fondos de la segunda columna) se rectifica en una tercera etapa, eliminando así las impurezas más pesadas. La corriente rica en ciclohexanol se deshidrogena para producir más ciclohexanona, que se recircula al proceso. En la Figura 2 se representa un esquema del proceso de purificación.
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