Estudio del equilibrio líquido-líquido de Benceno + (Hexano, Heptano y Ciclohexano) con el líquido iónico 1-Etil-3-Metilimidazolio Etilsulfato a 308,15 K

Study of liquid-liquid equilibrium of Benzene + (Hexane, Heptane and Cyclohexane) with the ionic liquid 1-Ethyl-3-Methylimidazolium Ethylsulfate at 308.15 K

Se determinó el equilibrio líquido-líquido (ELL) de los sistemas ternarios benceno (hexano, heptano y ciclohexano) con el líquido iónico 1-etil-3-metilimidazolio etilsulfato (EMIM-EtSO₄) a 308,15K; la selectividad (S) y el coeficiente de distribución (β) se calcularon desde los datos experimentales que se utilizaron para determinar la capacidad del líquido iónico como solvente para la separación del aromático desde sus mezclas con hidrocarburos alifáticos. La región de inmiscibilidad aumentó en el siguiente orden:ciclohexano < hexano < heptano. La Consistencia de los datos experimentales de ELL es evaluado usando la ecuación de Othmer-Tobias. La composición de las fases en equilibrio se correlacionó con los modelos para coeficientes de actividad NRTL y Uniquac.

INTRODUCCIÓN

En la industria petroquímica, los procesos de destilación para la separación de aromáticos desde compuestos alifáticos no son eficientes debido a que los puntos de ebullición de los hidrocarburos involucrados son muy cercanos. Por tanto, esta separación se hace industrialmente por extracción líquido-líquido. Sin embargo existe un reto constante para disminuir los costos del proceso y reducir  al mínimo los daños ambientales causados con los solventes tradicionales. Una alternativa que actualmente es objeto de intensos estudios es el uso de líquidos iónicos como solventes en procesos de extracción líquido-líquido, incluyendo la separación de hidrocarburos aromáticos y alifáticos (1, 2).

Los líquido iónicos (LI) son una familia de compuestos constituida por iones que tienen un punto de fusión inferior a 373,15 K (3, 4), pues están formados por iones asimétricos y voluminosos, los cuales presentan fuerzas atractivas más débiles que las sales iónicas convencionales, con un alto grado de asimetría que inhibe su cristalización. La estructura de los LI presenta un catión orgánico con  un heteroátomo (N, P o S): imidazolio, piridinio, pirrolidinio, tetra alquil amonio, fosfonio y sulfonio asociado a un anión orgánico o inorgánico: alquil sulfato, haluro, nitrato, acetato, tetrafluoroborato, hexafluorofosfato y otros (5). El interés por los LI como disolventes en diferentes procesos químicos se debe a su excelente estabilidad térmica, elevada polaridad, despreciable presión de vapor y a que permanecen inalterados cuando se mezclan con diferentes compuestos orgánicos (6). Sin embargo, la principal característica es que sus propiedades fisicoquímicas pueden ajustarse mediante modificaciones estructurales del catión o el anión. Es decir, los LI pueden convertirse potencialmente en solventes diseñados (7) y se proyectan como potenciales solventes verdes para remplazar los solventes orgánicos volátiles tradicionales en procesos de catálisis, síntesis orgánica, extracción líquido-líquido, electroquímica y química analítica (8-12).