Procedimiento para el reciclaje de sustancias de mezclas acuosas que contienen ácido fórmico, formaldehído y metanol.

Procedimiento para el procesamiento de mezclas que contienen ácido fórmico, formaldehído y metanol

, caracterizado porque se transforma la proporción de ácido fórmico con una base directamente en el formiato correspondiente y al mismo tiempo la proporción de formaldehído tras dismutación en presencia de hidróxido alcalino o alcalinotérreo en ácido fórmico y metanol.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/053642.

Solicitante: Addcon Europe Gmbh.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Areal E Säurestrasse 1 06749 Bitterfeld-Wolfen ALEMANIA.

Inventor/es: EDERLE-LERCH,KLAUS, KOCHANNEK,BERND, STÜWE,HANS-JÜRGEN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de ácidos carboxílicos o sus sales,... > C07C51/41 (Preparación de sales de ácidos carboxílicos por conversión de estos ácidos o sus sales en sales que tienen la misma parte de ácido carboxílico (preparación de jabones C11D))

PDF original: ES-2510401_T3.pdf

 

google+ twitter facebook

Fragmento de la descripción:

Procedimiento para el reciclaje de sustancias de mezclas acuosas que contienen ácido fórmico, formaldehído y metanol Es objeto de la invención un procedimiento para el procesamiento de mezclas que contienen acido fórmico, formaldehído y metanol.

En múltiples procesos industriales se generan corrientes de producto secundario, destilados o filtrados que contienen formaldehído, ácido fórmico y metanol en concentraciones tales que un reciclado de sustancias puede representar una opción económica como alternativa a la eliminación. Estas mezclas se pueden separar por destilación solo con elevado gasto técnico, requieren formación de azeótropos, incluso el uso de procedimientos de destilación a presión con consumo de energía correspondientemente alto. Por las propiedades corrosivas del ácido fórmico es necesario un gasto de mantenimiento extraordinariamente alto y los equipos se deben fabricar por tanto con materiales caros. Los destilados contienen por lo general siempre proporciones apreciables de metanol, formaldehído y ácido fórmico.

En soluciones de formaldehído (de 15 a 25% en peso) con contenido en ácido fórmico (< 1% en peso) y en metanol (< 5% en peso) comparativamente bajo se pueden separar proporciones de ácido fórmico mediante intercambiador de iones. Las soluciones de porcentaje comparativamente bajo en formiatos, que se generan en la regeneración de intercambiadores de iones, no se pueden reciclar por lo general de forma económica y deben eliminarse en instalaciones de tratamiento biológico de aguas residuales con cargas de DQO / DBO correspondientemente elevadas. Las mezclas de formaldehído/metanol acuosas que resultan tras la separación del ácido fórmico se pueden purificar bien por destilación o se reutilizan en la parte de absorción de instalaciones de formaldehído a esta concentración. Para llegar en la destilación a intervalos de concentración útiles (> 50% en peso) es necesario por lo general una destilación a presión, que presenta gran consumo de energía específico, lo que conduce a una corriente de destilación muy cargada (aproximadamente 5% en peso de formaldehído) y en la que se forman de nuevo ácido fórmico por procesos oxidativos. En la reutilización en la generación de formaldehído de forma típica el equilibrio de agua del procedimiento completo es limitante para las cantidades que se pueden usar.

N. A. Aristova (Theoretical Foundations of Chemical Engineering, tomo 37, nº 2, 1 de Enero de 2003, páginas 179183) y el documento US 2007/241053 dan a conocer procedimientos para el procesamiento de mezclas que contienen ácido fórmico, formaldehído y metanol. En Aristova se hace reaccionar la mezcla de un tratamiento oxidativo. En el documento US 2007/241053 se adiciona la mezcla a un biorreactor con microorganismos.

De forma alternativa se puede transformar el formaldehído contenido en la solución tras neutralización de ácido con amoniaco en hexametilentriamina, lo que conduce a la vista de las relaciones cuantitativas a una sobreoferta masiva de hexametilentetramina. Si se lleva a cabo la reacción con amoniaco en presencia de altas concentraciones de ácido fórmico, entonces se forma formiato de amonio que en el procesamiento en el marco de la denominada reacción de Leuckhart-Wallach (véase a tal fin Leuckart, R. Chemische Berichte 1885, 18, 2341) conduce a fuerte formación de productos secundarios (aminas alifáticas) .

Se pueden procesar soluciones de ácido fórmico (proporción de ácido fórmico de 5 a 75% en peso) con proporción de formaldehído y de metanol comparativamente bajas (respectivamente < 5% en peso) por destilación con coste y consumo de energía muy altos o bien se pueden reciclar térmicamente.

La preparación pretendida de formiato de potasio a partir de solución de formaldehído con contenidos en ácido fórmico bajos se describe en la bibliografía. El documento WO 96/01248 describe un procedimiento para la preparación de formiato de potasio a partir de solución de formaldehído acuosa. Pero este procedimiento muestra considerables debilidades. Son significativas estas en el campo de seguridad de la reacción ya que se dispone la solución de formaldehído acuosa y se dosifica la solución de hidróxido de potasio. En experimentos de laboratorio esta forma de proceder conduce al riesgo considerable de una reacción aldólica no controlada (exotermia) . La falta de un inhibidor de la aldolización actúa igualmente de forma negativa sobre la calidad (color, olor) de la solución de formiato de potasio generada. Adicionalmente el procedimiento descrito refleja una conducción de la reacción que se desarrolló en ocasiones que como eficiencia energética no ha influido todavía en el desarrollo del procedimiento. En primer lugar se enfría según el procedimiento según el documento WO 96/01248 durante la adición de la base â?"no al fina para desfavorecer que tenga lugar una aldolizaciónâ?" y luego se calienta de nuevo para la separación por destilación del metanol formado.

En el documento DE 41 26 730 A1 se describe un procedimiento de preparación de formiato de calcio a partir de solución de formaldehído diluido. Los inhibidores usados en este procedimiento se tienen que separar sin embargo en procedimientos costosos, la realización de la reacción es igualmente ineficiente en lo referente al consumo de energía.

Es objetivo de la presente invención la preparación de un procedimiento eficiente en costes y en particular en energía para el procesamiento de mezclas, de forma particular mezclas acuosas que contienen ácido fórmico, formaldehído y metanol.

La invención se refiere a un procedimiento para el procesamiento de mezclas que contienen ácido fórmico, formaldehído, metanol y dado el caso agua.

Es objeto de la invención en una primera forma de realización un procedimiento para el procesamiento de mezclas que contienen ácido fórmico, formaldehído y metanol, que se caracteriza porque la proporción de ácido fórmico se transforma directamente con base en el formiato correspondiente y al mismo tiempo se transforma la proporción de formaldehído tras dismutación en presencia de hidróxido alcalino o alcalinotérreo en ácido fórmico y metanol.

La presente invención describe un procedimiento para el procesamiento de mezclas mediante reacción con hidróxidos alcalinos o alcalinotérreos concentrados particularmente acuosos, en los que se transforma la proporción de formaldehído mediante dismutación en ácido fórmico y metanol, se neutraliza todo el ácido fórmico dando los formiatos correspondientes y se puede separar fácilmente el metanol formado por destilación. Al mismo tiempo se pueden transformar y separar las impurezas no deseadas como, por ejemplo, compuestos de amina orgánicos en sustancias que se puedan usar. Los formiatos alcalinos o alcalinotérreos obtenidos son productos cuestionados en múltiples aplicaciones, el metanol formado se puede recuperar junto con el mental contenido ya en la solución de nuevo al circuito de sustancia. La proporción de agua contiene solo una proporción muy pequeña de compuestos orgánicos y por tanto se tiene que eliminar en plantas biológicas de aguas residuales.

El procedimiento se basa en la reacción de formaldehído con hidróxidos alcalinos o alcalinotérreos para dar ácido fórmico y metanol. 1 mol de formaldehído desprotona aquí hasta 0, 5 mol de ácido fórmico y 0, 5 mol de metanol. La dismutación es catalizada por los hidróxidos alcalinos o alcalinotérreos correspondientes, el ácido fórmico que se genera reacciona inmediatamente con formación de agua dando los formiatos correspondientes, mientras que el metanol que se genera junto con el metanol ya contenido en la solución se puede separar por destilación fácilmente.... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para el procesamiento de mezclas que contienen ácido fórmico, formaldehído y metanol, caracterizado porque se transforma la proporción de ácido fórmico con una base directamente en el formiato correspondiente y al mismo tiempo la proporción de formaldehído tras dismutación en presencia de hidróxido alcalino o alcalinotérreo en ácido fórmico y metanol.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se usa como base soluciones acuosas de hidróxido de sodio, hidróxido de potasio o suspensiones de hidróxido de calcio.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se usa tetraborato de sodio como inhibidor.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la reacción se lleva a cabo

respectivamente en un exceso de cantidad sustancia de hidróxido alcalino y/o alcalinotérreo, de forma particular en exceso de cantidad de sustancia de al menos 10% en moles.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la reacción se lleva a cabo en reactores resistentes a la presión y de forma particular el aumento de temperatura y de presión resultante de la entalpía de reacción se usa tras conclusión de la reacción por descompresión controlada para la destilación de mezclas de metanol/agua.