Integración de calor en la purificación de ciclohexano grado textil utilizando etilenglicol como solvente

Authors

  • Jesús Alonso Cruz Valdez Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos
  • Benjamín Álvarez Alor Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos
  • Daniel Montalvo Salinas Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos
  • Amanda Stephani Garzón Pérez Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos
  • Pedro Eusebio Alvarado Méndez Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos

DOI:

https://doi.org/10.19136/jeeos.a10n2.6703

Keywords:

Etilenglicol, Destilación extractiva, Ciclohexano, Azeótropo, Ahorro energético

Abstract

El ciclohexano (CHX) es la principal materia prima para la producción de Nylon-6 y Nylon-66, dos de las fibras sintéticas más importantes para la elaboración de textiles. Entre el 80-85 % de la producción mundial de CHX se obtiene a través de la hidrogenación catalítica de benceno (BEN). Sin embargo, debido a similitudes en sus estructuras químicas y temperaturas de ebullición, a 77 °C y 1 atm la mezcla CHX-BEN forma un azeótropo con una composición del 55 mol% BEN; imposibilitando su purificación por destilación convencional. Como consecuencia, la destilación extractiva (ED) surge como una alternativa de purificación. Debido a su alta polaridad, baja toxicidad, y bajo costo, el etilenglicol (EG), ampliamente utilizado como anticongelante para automóviles, fue seleccionado como solvente en la simulación del proceso de ED en Aspen Plus V14(R). El uso de EG resultó adecuado para la obtención de CHX y BEN con purezas del 99.90 mol%, respectivamente. Donde, en comparación con el uso del líquido dicatiónico [C5(MIN)2][NTf2]2 + 35 mol% H2O como solvente, en un proceso híbrido de extracción líquido-líquido-ED (LLE-ED), nuestro proceso de ED utilizando EG representa un ahorro energético del 38.71 % y una disminución del 76.92 % en las emisiones de CO2. Nuestros resultados demuestran la alta efectividad del EG como solvente en la purificación de la mezcla CHX-BEN.

References

[1] Sun, L., Wang, Q., Li, L., Zhai, J., & Liu, Y. (2014). Design and control of extractive dividing wall column for separating benzene/cyclohexane mixtures. Ind. Eng. Chem. Res., 53(19), 8120-8131.

[2] Liu, H., Fanf, R., Li, Z., & Li, Y. (2015). Solventless hydrogenation of benzene to cyclohexane over a heterogeneous Ru-Pt bimetallic catalyst. Chem. Eng. Sci., 122, 350-359.

[3] Faiq, N. F., Ghifari, A. N., Hafizh, D., Wafi, M. A., & Failasofi, M. N. (2025). Improving cyclohexane yield from hydrogenation benzene with a modified multistage separation design. Journal of Chemical Engineering Research Progress, 2(1), 1-13.

[4] Foppa, L., & Dupont, J. (2015). Benzene partial hydrogenation: advances and Perspectives. Chem Soc. Rev., 44, 1886-189.

[5] Gawlig, C., Schindler, S., & Becker, S. (2020). One-pot conversion of cyclohexane to adipic acid using a µ4-oxido-copper cluster as catalyst together with hydrogen peroxide. Eur. J. Inorg. Chem., 2020(3), 248-252.

[6] Cruz Valdez, J. A., Patiño-Herrera, R., Avilés Martínez, A., & Pérez, E. (2024). Separation of the cyclohexane-benzene mixture by the extractive distillation process using ethylene glycol as a solvent. Chemical Engineering and Processing-Process Intensification, 196, 109686.

[7] Li, L., Tu, Y., Sun, L., Hou, Y., Zhu, M., Guo, L., Li, Q., & Tian, Y. (2016). Enhanced efficient extractive distillation by combining heat-integrated technology and intermediate heating. Ind. Eng. Chem. Res., 52(32), 8837-8847.

[8] Zhang, W., Zhao, W., Ren, S., Hou, Y., & Wu, W. (2023). Highly efficient separation of benzene + cyclohexane mixtures by extraction combined extractive distillation using imidazolium-based dicationic ionic liquids. Green Chemical Engineering, 4, 312-323.

[9] You, X., Rodríguez-Donis, I., & Gerbaud, V. (2016). Reducing process cost and CO2 emissions for extractive distillation by double-effect heat integration and mechanical heat pump. Appl. Energy, 166, 128-140.

[10] Contreras-Zarazúa, G., Vázquez-Castillo, J. A., Ramírez-Márquez, C., Pontis, G. A., Segovia-Hernández, J. G., & Alcántara-Ávila, J. R. (2017). Comparison of intensified reactive distillation configurations for the synthesis of diphenyl carbonate. Energy, 135, 637-649.

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Published

2026-08-31

Issue

Section

ARTÍCULO CIENTÍFICO

How to Cite

Cruz Valdez, J. A., Álvarez Alor, B., Montalvo Salinas, D., Garzón Pérez, A. S., & Alvarado Méndez, P. E. (2026). Integración de calor en la purificación de ciclohexano grado textil utilizando etilenglicol como solvente. Journal of Energy, Engineering Optimization and Sustainability, 10(2), 1-16. https://doi.org/10.19136/jeeos.a10n2.6703