EXTRAÇÃO LÍQUIDO-LÍQUIDO DE COMPOSTOS ORGÂNICOS DE CORRENTES DE CONDENSADO

Abstract

The pulp and paper industry is an important sector for the portuguese economy, essentially due to the high demand for the product by international markets. The use of by-products that may add value to the production in this industry contributes to its sustainability. Organic acids are attractive targets in the development of process for the emerging biorefinery industry, based on renewable resources. In this way, the recovery of acetic acid and furfural, present in the evaporation condensate streams of the sulphite process represent an opportunity with potential for the company Caima, adding value to the secondary streams of the process that are currently treated as effluents. The acetic acid and furfural arise from the acid degradation of xylans during the sulphite cooking process, being later removed and dissolved in the evaporation of the condensate, allowing their recovery.The liquid-liquid extraction is a common separation method for the recovery of a solute from a solution and can be applied in the recovery of acetic acid and furfural using a solvent with a high boiling point such as trioctylphosphine oxide (TOPO) mixed with a diluent (example: dodecane) contradicting to its solid nature. In this work, extractions were carried out at different temperatures, 30 ºC, 50 ºC and 70 ºC and with different proportions of TOPO/Dodecane: 30/70, 20/80 and 10/90. Thus, it was possible to evaluate the behavior of the system with different process conditions and find the optimal operation conditions for extracting larger amounts of these compounds from condensate streams. To evaluate the suitability of the process for the recovery of these organic compounds, their concentrations were analyzed by high efficiency liquid chromatography (HPLC-DAD).The process of extracting organic compounds is technically feasible, having been analyzed concentrations of acetic acid between 0.0929 and 8.28 g/L and furfural between 0.0542 and 1.07 g/L. From the results obtained, it was found that the extraction at 70 ºC with proportion TOPO/Dodecane of 20/80 % is preferable from an economic point of view, since it is not necessary to cool the condensate stream and simultaneously requires less TOPO. On the other hand, the extraction at 50 ºC with a proportion of TOPO/Dodecane of 20/80 % proved to be more efficient, due to the greater extraction of organic compounds (acetic acid and furfural).

A indústria da pasta e do papel é um setor importante para a economia portuguesa, devido, essencialmente, à elevada procura do produto pelos mercados internacionais. O aproveitamento de subprodutos que possam apresentar valor acrescentado ao processo de produção desta indústria contribui para a sua sustentabilidade. Os ácidos orgânicos são alvos atrativos no desenvolvimento de processos para a indústria emergente da biorrefinaria, baseada em recursos renováveis. Deste modo, a recuperação de ácido acético e furfural, presentes nas correntes de condensado de evaporação do processo sulfito representa uma oportunidade com potencial para a empresa Caima, acrescentando valor às correntes secundárias do processo que atualmente são tratadas como efluentes. O ácido acético e furfural têm origem na degradação ácida das xilanas durante o processo de cozimento sulfito, sendo posteriormente removidos e dissolvidos na evaporação dos condensados, permitindo assim a sua recuperação.A extração líquido-líquido é um método de separação comum para a recuperação de um soluto de uma solução, e pode ser aplicada na recuperação de ácido acético e furfural utilizando um solvente com alto ponto de ebulição, como o óxido de trioctilfosfina (TOPO) misturado com um diluente (exemplo: dodecano) contrariando a sua natureza sólida. Neste trabalho, foram realizadas extrações a diferentes temperaturas, 30 ºC, 50 ºC e 70 ºC e com diferentes proporções de TOPO/Dodecano: 30/70, 20/80 e 10/90. Deste modo foi possível avaliar o comportamento do sistema com diferentes condições processuais e encontrar as condições ótimas de operação para a extração em maior quantidade destes compostos das correntes de condensado. Para avaliar se este processo se adequa à recuperação destes compostos orgânicos, foram analisadas as suas concentrações por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC-DAD).O processo de extração de compostos orgânicos é tecnicamente viável, tendo sido analisadas concentrações de ácido acético entre 0,0929 e 8,28 g/L e de furfural entre 0,0542 e 1,07 g/L. Dos resultados obtidos, verificou-se que a extração a 70 ºC com proporção TOPO/Dodecano de 20/80 % é mais favorável do ponto de vista económico, uma vez que não é necessário arrefecer a corrente de condensado e simultaneamente requer menor quantidade de se mais eficiente, devido à maior extração de compostos orgânicos (ácido acético e furfural).