Hidrolise

5/9/2018 Hidrolise - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/hidrolise 1/8

Esco la de Eng enh ar i a de Loren a

EEL-USP

Hidró l i se

Prof . MSc. Marcos V i l le la Bar cza



Processos Unitários Orgânicos – PU191Prof . MSc. Marcos V i l le la Bar cza

Hidrólise

1- Introdução:

Hidrólise é um termo aplicado a reações orgânicas e inorgânicas em queágua efetua uma dupla troca com outro composto:

XY + H2O HY + XOH

C2H5Cl + H2O HCl + C2H5OHKCN + H2O HCN + KOH

Na química orgânica, hidrólise inclui, entre outras reações, saponificaçãode ácidos graxos e outros ésteres, inversão de açúcares, quebra de proteínas(hidrólises enzimáticas). Por conveniência, têm sido consideradas comohidrólise a reação onde um álcali é utilizado no lugar da água, obtendo um salalcalino de um ácido no final:

H3C CO

O CH2 CH3

NaOH H3C CO

O-Na+H3C CH2

OH

+ +

O uso de álcalis em solução aquosa leva a outro tipo de reação

hidrolítica, chamada fusão alcalina, onde a proporção de álcali é aumentadae a de água reduzida:

SO3-Na+

+ NaOH

O-Na+

+ Na2SO3 + H2O

Também são consideradas reações de hidrólise aquelas onde sãocolocados ácidos minerais em água, em pequena ou grande quantidade. Estaadição, semelhante ao álcali, invariavelmente ajuda a iniciar ou acelerar oprocesso de hidrólise.

Outros agentes que aceleram a hidrólise, além de ácidos e álcalis, sãoutilizadas, mas, à exceção de enzimas, não são importantes.



2- Tipos de hidrólise:

São conhecidos cinco tipos de hidrólise:

- Hidrólise pura – água é utilizada sozinha;

- Hidrólise ácida: uso de ácido mineral em solução aquosa diluída ouconcentrada;- Hidrólise básica: uso de álcali em solução aquosa diluída ou concentrada;- Fusão alcalina a alta temperatura: uso de álcali sem ou com pouca

quantidade de água;- Hidrólise enzimática.

Processos de hidrólise são realizados em fase líquida ou vapor. A maioriados processos industriais utiliza o primeiro tipo, entretanto, existe um

crescente interesse por reações em fase vapor.

3- Agentes de hidrólise:

A palavra hidrólise significa decomposição pela água, mas são raros oscasos em que a água, por si mesma, sem outra ajuda, pode realizar umahidrólise completa. Neste caso é necessário operar a temperaturas e pressõeselevadas. Para que a reação seja rápida e completa é sempre indispensávelum agente acelerador, qualquer que seja o mecanismo da reação. Os mais

importantes são álcalis, ácidos e enzimas.

- Água:anidridos de ácidos, lactonas e outros anidridos como óxido de etilenosão facilmente hidrolisados por água.

Sais de diazônio quando aquecidos com água hidrolizam-secompletamente:

+ H2O(Vapor)

OH

+ N2 + HCl

N N+]Cl-

Ácido benzeno-sulfônico com vapor d’água gera fenol e ácido sulfúrico:SO3H

+ H2O(Vapor) + H2SO4

OH

Cloro-benzeno e vapor d’água passando através de sílica porosa a 575o

Ctambém produz fenol:



Cl

+ H2O(Vapor) + HCl

OH

SílicaPorosa

575oC

- Hidrólise ácida: é realizada com diversas classes de compostos orgânicos:ésteres, açúcares, amidas, etc.Ácidos clorídrico e sulfúrico são os mais utilizados mas, outros ácidos têm sidoexplorados. Ácidos fórmico e tricloroacético têm menor atividade, masproduzem reações mais limpas. Ácidos oxálico e benzeno-sulfônico são maisativos que sulfúrico.

- Hidrólise alcalina: podemos distinguir três classes de hidrólise alcalina. Ouso de baixas concentrações de álcali na hidrólise, usado em reações deésteres e materiais similares. Uma segunda, uso de álcali suficiente sobpressão e em alta concentração:

Cl

+ NaOHaq. + NaCl + H2O

OH

H2O(Vapor)

H3C Cl + CaCl2 + H2O+ Ca(OH)2 H3C OH E por último, fusão de materiais orgânicos com soda cáustica ou potassa.

- Hidrólise enzimática: poucas operações em grande escala utilizamenzimas para efetuar hidrólise. Exemplo típico da utilização de enzima está naindústria cervejeira, a fermentação do malte é uma hidrólise por ação daamilase. Hidrólise enzimática está relacionada com a bioquímica.

4- Características das instalações industriais: Processos de hidrólise são realizados, na maioria dos casos, em

batelada. Equipamentos como tanques, reatores, hidrolisadores e tubulaçõessão de aço inoxidável para evitar corrosão provocada pela produção deoxigênio livre quando temperatura e concentração do ácido mineral elevadas.Algumas instalações utilizam-se de equipamentos com revestimento de vidroborosilicato (Pirex).



Instalação para obtenção de sabão

Hidrólise Contínua

Descrição do processo

O procedimento consiste em hidrolisar a gordura, separara glicerina e depois neutralizar os ácidos graxos com solução desoda cáustica (NaOH) ou separá-los utilizando processo dedestilação fracionada a vácuo.



Instalação para procedimento “Colgate”

Hidrólise contínua em contracorrente



Instalação para obtenção de Fenol

Processo Contínuo

01 Filtro; 12 Reator de fusão alcalina;02 Evaporador; 13 Coletor de prod. fundido;03 Neutralizador; 14 Reator;04 Depósito; 15 Caldeira;05 Sulfonador; 16 Torre;06 Depósito de benzeno; 17 Filtro prensa;07 Depósito de óleum; 18 Separador;08 Deposito de soda cáustica; 19 Depósito fenol bruto;09 Refluxo; 20 Condensador;10 Depósito de benzeno sulfonato 21 Caldeira para fenol;11 Água; 22 Depósito fenol puro.

Reações:(1) C6H6 + H2SO4 C6H5SO3H + H2O

(2) 2C6H5SO3H + Na2SO3 2C6H5SO3Na + H2SO3(3) C6H5SO3Na + 2NaOH C6H5ONa + Na2SO3 + H2O(4) 2C6H5ONa + H2SO3 2C6H5OH + Na2SO3



Descrição do processo

- Ácido benzeno sulfônico – preparado de forma contínuaem uma série de reatores que atuam em paralelo;- O ácido preparado é enviado para o neutralizador

(vitrificado) que é alimentado com solução de sulfito de sódio evapor enviados da caldeira de concentração (15); é mantidofracamente ácida a solução no neutralizador;- O anidrido sulfuroso se desprende e enviado para torree depois conduzido para acidificar o fenóxido de sódio no reator(14);- A pasta com benzeno sulfonato de sódio e sulfito desódio é enviado para um filtro (vitrificado) no qual é insuflado vaporpara eliminar SO2 residual; após, a pasta é centrifugada para aseparação do sulfito de sódio e solução de benzeno sulfonato desódio;- A solução de benzeno sulfonato de sódio alimenta oevaporador (2) para concentração da solução e depois enviado aodepósito (10);- A fusão alcalina ocorre no reator (12). Solução a 70%de soda é pré-aquecida, enviada para o reator e mantida sobagitação a 300 oC. É bombeado a solução de benzeno sulfonato de

sódio por debaixo da superfície da soda fundida;- Durante seis horas é mantida na temperatura de 305-310 oC e depois a 330 oC durante aproximadamente uma hora;- Sulfito de sódio é insolúvel na solução concentrada desoda que contém fenóxido de sódio;- Esta solução é transferida para o coletor (13) e lavadacom água. Depois enviado para o reator (14) onde recebe água delavagem usada anteriormente (16) com SO2 para neutralização dofenóxido de sódio a fenol bruto;- O fenol bruto passa por um filtro prensa e depois paraum separador de líquido;- O fenol é purificado por destilação a vácuo para retirada daparte aquosa que é reservada para um novo ciclo de fabricação.

Hidrolise

Documents

Transcript of Hidrolise