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ETANOL: COMO UNA FUENTE ALTERNATIVA
DE ENERGÍA


   Sandra Marcela Muñoz Burbano
   Hamilton Alexander Martínez
   Mayo 2 de 2011
   Programa Química
   Universidad del Cauca
INDICE

                  Historia.
Definición      Estructura química y
                 propiedades.

                                  Catalizadores
Formas de obtener el etanol      Fermentación
                                  Síntesis química

                                Ventajas.
Aplicaciones a la industria
                                Desventajas.

Conclusiones

Bibliografía
HISTORIA DE LA
                  PRODUCCION DE ETANOL.


 Producción en el mundo

El descubrimiento del etanol: Consumo de fruta fermentada

Por la crisis energética surgida en el mundo a partir de 1973 hubo países
(EEUU), que buscaron otras fuentes energéticas alternativas (etanol).

 PROÁLCOOL: Brasil introdujo el uso del Alcohol combustible.




                      Campo energético
                      Tecnología automotriz       Innovación
ETANOL:
                  CARACTERISTICAS


  Compuesto orgánico conocido como alcohol etílico




 Puede afectar al sistema nervioso central
Provoca
euforia, desinhibición, mareos, somnolencia, confusión, alucinacione
s (como ver doble o que todo se mueve de forma espontánea), baja
los reflejos
Afecta la zona que controla los impulsos
Finalmente, conduce al coma y puede provocar muerte.
PROPIEDADES FISICAS Y
                     QUIMICAS

 Liquido incoloro           Propiedades físicas y químicas
 Es inflamable              Masa molecular: 46.07 g/mol
 Advertencias
                             Punto de fusión: 158.9 K (-114.3 c)
                             Punto de ebullición: 351.6 K (78.4)
                             Densidad: 789 Kg/m3; 0.789 g/cm3
                             Solubilidad en H2O: miscible
                             Temperatura critica: 514 K
                             Polaridad: polar
CATALIZADORES:
            CONCEPTO


  Sustancia que acelera la velocidad de
 una reacción química sin afectar su
 situación de equilibrio.

  Puede ser: Homogénea o heterogénea


                    No se consume en el proceso
                    Sufre cambios físico-químicos y su
Características    actividad disminuye
                    Pueden ser gases, líquidos o sólidos
                    Forman enlaces químicos
                    Es importante en la industria química
FORMAS DE OBTENCION: MECANISMOS

   Síntesis de etanol mediante la hidratación de etileno

                      H2SO4
CH2=CH2 + H2O                     CH3CH2OH
     Etileno                         Etanol


   Los alquenos reacciona con agua en presencia de un acido
    fuerte como catalizador para formar un alcohol, en este
    caso etanol.
MECANISMO

Paso 1: protonación del doble enlace forma un carbocatión.




 Paso 2: ataque nucleófilo del agua:
Paso 3: desprotonación para dar lugar al alcohol:




En las reacciones de hidratación de alquenos se emplean
catalizadores ácidos fuertes no nucleofílicos, como el H2SO4 o el
H3PO4.
FERMENTACION
                                            materias primas de la
 Etanol carburante       A partir de        agricultura colombiana
                                                    c
                                                    o
                                                    m
                                                    o

                                             Caña de azúcar
Factores económicos          Teniendo en    Maíz
Factores ambientales           cuenta        Remolacha
                                             Patata
                                             Yuca


Técnicas de simulación                       Tiempo
                          Minimizan          Costos
                                             Experimentación
   Bioetanol: materia biológica
                     Recurso energético sostenible
Características      Ofrece ventajas medioambientales y
                      económicas
                      Sustituye parcialmente el consumo de
                      combustibles fósiles
PROCEDIMIENTO

El etanol se puede obtener por la fermentación de azúcares y
almidón:
            Enzimas de levadura
C6H12O6                             2CH3-CH2OH + 2CO2




    Reacción exotérmica
    Produce CO2
    Proceso anaeróbico
INDUSTRIA

                                              Forma parte de las bebidas
 Alcohol etílico
                                              alcohólicas: (Vino
 (CH3CH2OH)
                                              (13%), Otros ( + 50%)




se sintetiza mediante la                           este proceso es menos
hidratación del etileno en                         costoso que la
presencia del H2SO4                                fermentación tradicional



   Foto:                                          represente un total del 5%
   http://www.patiodeautos.com/detalle_noticia.
   asp?id=49
                                                  de la producción mundial de
                                                  etanol.
Bebidas alcohólicas
        Cocina
        Industria farmacéutica:
       desinfectante
Usos    Perfumería
        Cosméticos
        Disolvente
        Para sintetizar otros
       productos: acetato de etilo
ACTUALIDAD

 Etanol                           Biocombustible                 Cultivos
 Carburante                       100% renovable                bioenergéticos
                                                                 Biomasa




Oxigena gasolina

          Permite            Mejor oxidación de
                             hidrocarburos
                              Reduce emisiones
                             de CO, entre otros.




      Foto 2: http://www.esacademic.com/dic.nsf/eswiki/460586
Ventajas



                    Importación Hidrocarburos
Disminuye           Uso Gasolina y el petróleo
                    Contaminación ambiental                            Disminuye gases
                                                                        invernadero CO2




                    Uso de recursos renovables
                    Economía y producción en
 Fomenta           la zona rural (Sector
                   Agropecuario)
                    Sectores Energético y
                   Ambiental


    Foto: http://www.augpee.org/not/uy/1150-ancap-incluira-etanol-en-
    todos-sus-combustibles-este-ano
Desventajas

            El precio de la mezcla de etanol con gasolina
Aumenta     El consumo de combustible (disminuye la
           eficacia) ocasionando perdidas al consumidor


            Al quemar caña de azúcar produce
           contaminación ambiental
Ocasiona   En la destilación y obtención de etanol se
           generan líquidos residuales que contaminan el
           ambiente
            Daños en vehículos
CONCLUSIONES


 El alcohol etílico se puede obtener generalmente de dos formas:
 de la forma de fermentación tradicional y por medio de la síntesis
química.
 La síntesis de alcohol mediante la fermentación, fomenta
principalmente la economía y la producción en el sector rural.
 La síntesis de etanol por métodos químicos (laboratorio), favorece
la industria, ya que se usa como combustible reduciendo el gasto de
combustibles fósiles (petróleo).
 El uso de etanol, por un lado reduce la contaminación
ambiental, aunque tiene sus limitaciones, ya que durante el proceso de
síntesis del mismo se pueden generar sustancias contaminantes.
BIBLIOGRAFIA
   Synthesis of ethanol from syngas over Rh/Ce1−xZrxO2
    catalysts, Autores: Yanyong Liu, Kazuhisa Murata, Megumu
    Inaba, Isao Takahara, Kiyomi Okabe
   Simulación de procesos de obtención de etanol a partir de
    caña de azúcar y maíz Fuentes: Montoya M.I., Quintero J.A
    (2005) MONTOYA M.I., QUINTERO J.A. (2005)Esquema
    tecnológico integral de la producción de bioetanol carburante.
    Trabajo de grado Ingeniería Química. Universidad Nacional de
    Colombia: Manizales. 115 p.
   Etanol: un biocombustible para el futuro de Marco Chaves
    Soleral.
   Effective synthesis of ethanol from CO2 on polyfunctional
    composite catalysts de Tomoyuki Inui, Tetsuo Yamamoto.
   Catalisis: Michael Bowter: The basic and aplications of
    heterogeneous catalysis. Oxford University Press 1998.
GRACIAS!!!




        El exceso de alcohol es perjudicial para la salud
        Prohibida su venta a menores de edad!!!


Foto: http://www.cervezamundo.com/

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Sintesis de etanol, exposicion

  • 1. ETANOL: COMO UNA FUENTE ALTERNATIVA DE ENERGÍA Sandra Marcela Muñoz Burbano Hamilton Alexander Martínez Mayo 2 de 2011 Programa Química Universidad del Cauca
  • 2. INDICE  Historia. Definición Estructura química y propiedades.  Catalizadores Formas de obtener el etanol  Fermentación  Síntesis química  Ventajas. Aplicaciones a la industria  Desventajas. Conclusiones Bibliografía
  • 3. HISTORIA DE LA PRODUCCION DE ETANOL.  Producción en el mundo El descubrimiento del etanol: Consumo de fruta fermentada Por la crisis energética surgida en el mundo a partir de 1973 hubo países (EEUU), que buscaron otras fuentes energéticas alternativas (etanol).  PROÁLCOOL: Brasil introdujo el uso del Alcohol combustible. Campo energético Tecnología automotriz Innovación
  • 4. ETANOL: CARACTERISTICAS  Compuesto orgánico conocido como alcohol etílico  Puede afectar al sistema nervioso central Provoca euforia, desinhibición, mareos, somnolencia, confusión, alucinacione s (como ver doble o que todo se mueve de forma espontánea), baja los reflejos Afecta la zona que controla los impulsos Finalmente, conduce al coma y puede provocar muerte.
  • 5. PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS  Liquido incoloro Propiedades físicas y químicas  Es inflamable Masa molecular: 46.07 g/mol  Advertencias Punto de fusión: 158.9 K (-114.3 c) Punto de ebullición: 351.6 K (78.4) Densidad: 789 Kg/m3; 0.789 g/cm3 Solubilidad en H2O: miscible Temperatura critica: 514 K Polaridad: polar
  • 6. CATALIZADORES: CONCEPTO  Sustancia que acelera la velocidad de una reacción química sin afectar su situación de equilibrio.  Puede ser: Homogénea o heterogénea  No se consume en el proceso  Sufre cambios físico-químicos y su Características actividad disminuye  Pueden ser gases, líquidos o sólidos  Forman enlaces químicos  Es importante en la industria química
  • 7. FORMAS DE OBTENCION: MECANISMOS  Síntesis de etanol mediante la hidratación de etileno H2SO4 CH2=CH2 + H2O CH3CH2OH Etileno Etanol  Los alquenos reacciona con agua en presencia de un acido fuerte como catalizador para formar un alcohol, en este caso etanol.
  • 8. MECANISMO Paso 1: protonación del doble enlace forma un carbocatión. Paso 2: ataque nucleófilo del agua:
  • 9. Paso 3: desprotonación para dar lugar al alcohol: En las reacciones de hidratación de alquenos se emplean catalizadores ácidos fuertes no nucleofílicos, como el H2SO4 o el H3PO4.
  • 10. FERMENTACION materias primas de la Etanol carburante A partir de agricultura colombiana c o m o Caña de azúcar Factores económicos Teniendo en Maíz Factores ambientales cuenta  Remolacha Patata Yuca Técnicas de simulación Tiempo Minimizan Costos Experimentación
  • 11. Bioetanol: materia biológica  Recurso energético sostenible Características  Ofrece ventajas medioambientales y económicas  Sustituye parcialmente el consumo de combustibles fósiles
  • 12. PROCEDIMIENTO El etanol se puede obtener por la fermentación de azúcares y almidón: Enzimas de levadura C6H12O6 2CH3-CH2OH + 2CO2  Reacción exotérmica  Produce CO2  Proceso anaeróbico
  • 13. INDUSTRIA Forma parte de las bebidas Alcohol etílico alcohólicas: (Vino (CH3CH2OH) (13%), Otros ( + 50%) se sintetiza mediante la este proceso es menos hidratación del etileno en costoso que la presencia del H2SO4 fermentación tradicional Foto: represente un total del 5% http://www.patiodeautos.com/detalle_noticia. asp?id=49 de la producción mundial de etanol.
  • 14. Bebidas alcohólicas  Cocina  Industria farmacéutica: desinfectante Usos  Perfumería  Cosméticos  Disolvente  Para sintetizar otros productos: acetato de etilo
  • 15. ACTUALIDAD Etanol Biocombustible  Cultivos Carburante 100% renovable bioenergéticos  Biomasa Oxigena gasolina Permite Mejor oxidación de hidrocarburos  Reduce emisiones de CO, entre otros. Foto 2: http://www.esacademic.com/dic.nsf/eswiki/460586
  • 16. Ventajas  Importación Hidrocarburos Disminuye  Uso Gasolina y el petróleo  Contaminación ambiental Disminuye gases invernadero CO2  Uso de recursos renovables  Economía y producción en Fomenta la zona rural (Sector Agropecuario)  Sectores Energético y Ambiental Foto: http://www.augpee.org/not/uy/1150-ancap-incluira-etanol-en- todos-sus-combustibles-este-ano
  • 17. Desventajas  El precio de la mezcla de etanol con gasolina Aumenta  El consumo de combustible (disminuye la eficacia) ocasionando perdidas al consumidor  Al quemar caña de azúcar produce contaminación ambiental Ocasiona En la destilación y obtención de etanol se generan líquidos residuales que contaminan el ambiente  Daños en vehículos
  • 18. CONCLUSIONES  El alcohol etílico se puede obtener generalmente de dos formas: de la forma de fermentación tradicional y por medio de la síntesis química.  La síntesis de alcohol mediante la fermentación, fomenta principalmente la economía y la producción en el sector rural.  La síntesis de etanol por métodos químicos (laboratorio), favorece la industria, ya que se usa como combustible reduciendo el gasto de combustibles fósiles (petróleo).  El uso de etanol, por un lado reduce la contaminación ambiental, aunque tiene sus limitaciones, ya que durante el proceso de síntesis del mismo se pueden generar sustancias contaminantes.
  • 19. BIBLIOGRAFIA  Synthesis of ethanol from syngas over Rh/Ce1−xZrxO2 catalysts, Autores: Yanyong Liu, Kazuhisa Murata, Megumu Inaba, Isao Takahara, Kiyomi Okabe  Simulación de procesos de obtención de etanol a partir de caña de azúcar y maíz Fuentes: Montoya M.I., Quintero J.A (2005) MONTOYA M.I., QUINTERO J.A. (2005)Esquema tecnológico integral de la producción de bioetanol carburante. Trabajo de grado Ingeniería Química. Universidad Nacional de Colombia: Manizales. 115 p.  Etanol: un biocombustible para el futuro de Marco Chaves Soleral.  Effective synthesis of ethanol from CO2 on polyfunctional composite catalysts de Tomoyuki Inui, Tetsuo Yamamoto.  Catalisis: Michael Bowter: The basic and aplications of heterogeneous catalysis. Oxford University Press 1998.
  • 20. GRACIAS!!! El exceso de alcohol es perjudicial para la salud Prohibida su venta a menores de edad!!! Foto: http://www.cervezamundo.com/