ÁCIDO CIANHÍDRIDO OBTENIDO A PARTIR DE FORMAMIDA.

Procedimiento para la obtención de ácido cianhídrico (HCN) mediante deshidratación catalítica de formamida gaseosa en presencia de oxígeno ambiental en un reactor,

que presenta una superficie de reactor interna constituida por un acero que contiene hierro, así como cromo y níquel, llevándose a cabo el procedimiento a una presión de 200 a 250 mbar, y no conteniendo el reactor elementos de inserción y/o catalizadores adicionales

La invención se refiere a un procedimiento para la obtención de ácido cianhídrico (HCN) mediante deshidratación catalítica de formamida gaseosa en presencia de oxígeno ambiental.

Acido cianhídrico es un importante producto químico básico, que se emplea como producto de partida, por ejemplo, en numerosas síntesis orgánicas, como la obtención de metacrilatos y ácido láctico, para la obtención de productos farmacéuticos y agroquímicos, en minería y en la industria metalúrgica.

Un procedimiento importante para la obtención industrial de ácido cianhídrico es la deshidratación térmica de formamida en vacío, que se desarrolla según la siguiente ecuación (I):

HCONH2 → NCH + H2O (I),

Esta reacción está acompañada por la descomposición de formamida según la siguiente ecuación (II), bajo formación de amoniaco y monóxido de carbono:

HCONH2 → NH3 + CO (II).

El amoniaco formado cataliza la polimerización de ácido cianhídrico deseado, y por consiguiente conduce a una reducción de la calidad de ácido cianhídrico, y a una reducción del rendimiento en ácido cianhídrico deseado.

La polimerización de ácido cianhídrico y la formación de hollín vinculada con la misma se pueden suprimir mediante la adición de cantidades reducidas de oxígeno en forma de aire, como se da a conocer, por ejemplo, en la EP-A 0 209 039. En la EP-A 0 209 039 se da a conocer un procedimiento para la disociación termolítica de formamida en cuerpos moldeados de óxido de aluminio u óxido de aluminio-dióxido de silicio altamente sinterizados, o en cuerpos moldeados de cromo-níquel-acero refinado resistentes frente a corrosión a temperatura elevada. La conversión de formamida no es completa en este procedimiento, y por lo demás se forman amoniaco y monóxido de carbono como productos secundarios según la ecuación (II). Por consiguiente es necesaria una separación y recirculación de formamida residual, formándose productos secundarios de punto de ebullición elevado, que se deben separar del procedimiento. Además, la cantidad de aire añadida conduce a una formación de dióxido de carbono a partir del monóxido de carbono formado según la ecuación (II), que reacciona con el amoniaco formado simultáneamente para dar carbamatos sólidos, y conduce de este modo a depósitos difíciles de manejar, y a corrosión en las instalaciones empleadas (problemática de producto sólido). La disociación se lleva a cabo generalmente en tubos de acero refinado o hierro, cuya composición exacta no se menciona.

La US 2 042 451 se refiere a la deshidratación de formamida para la obtención de HCN. Como catalizador sirve una superficie calentada (latón o acero), que está revestida por una capa de óxido delgada, con actividad catalítica, constituida por óxido de Zn, Al, Mg, Cr o Sn. El espacio de reacción es el espacio intermedio entre un tubo metálico cilíndrico y una varilla metálica cilíndrica, que se introdujo en el tubo. Según la descripción es importante que no se eliminan partes de gas más que 1/2 pulgada de la superficie catalítica. Con el procedimiento se consiguen conversiones de un 73 a un 89 %, referido a formamida.

La DE-A 1 209 561 se refiere a un procedimiento para la obtención de HCN mediante disociación de vapor de formamida en óxido de hierro como catalizador, que está desactivado mediante enlace parcial o completo en ácidos bajo formación de sales, o mediante combinación con uno o varios óxidos no volátiles de metales mono-a hexavalentes. Los catalizadores se presentan como aglomerados en bolas, o como granos de catalizador elaborados en extrusoras. La disociación se lleva a cabo en un horno de disociación con tubos constituidos por una aleación de Fr, que contiene, por ejemplo además de Fe, un 13 % de Cr, un 1 % de Al, un 1 % de Si, < 1 % de Mn, y aproximadamente un 0,1 % de C.

La DE-A 1 000 796 se refiere a un procedimiento para la disociación de vapor de formamida, contribuyendo a la disociación un gradiente de temperatura dentro del horno al efectuarse la disociación en silicatos que contienen óxido de hierro de una pieza o granulados, altamente incinerados, o espinelas en un espacio de disociación, cuya pared posee una actividad catalítica más reducida que los catalizadores en el espacio de disociación. La pared está constituida, por ejemplo, por acero refinado, que contiene en especial aproximadamente un 84 % de Fe y aproximadamente un 16 % de Cr. El espacio de disociación se forma a partir de tubos calentados desde el exterior.

La DE-A 477 437 se refiere a un procedimiento para la obtención catalítica de ácido cianhídrico a partir de formamida, donde se conducen vapores de formamida en dilución elevada y con gran velocidad en ausencia de catalizadores que eliminan agua a temperaturas de más de 300ºC sobre catalizadores metálicos, como hierro aluvial, acero V2A, níquel o aluminio. Según una forma de ejecución, la reacción se lleva a cabo en tubos, que se obtienen a partir de metal con actividad catalítica, o están revestidos con el mismo, y no contienen ningún otro catalizador.

Por lo tanto, una tarea de la presente invención es poner a disposición un procedimiento para la obtención de ácido cianhídrico mediante deshidratación catalítica de formamida gaseosa en presencia de oxígeno ambiental, que presenta una selectividad elevada respecto al ácido cianhídrico deseado, y en el que se inhibe en lo posible la formación de amoniaco según la ecuación (II). De este modo se conseguirán rendimientos elevados en ácido cianhídrico. Simultáneamente, el procedimiento debe poder realizarse con proporciones presión/carga elevadas, y posibilitar una deshidratación a presiones que se sitúan cercanas a la presión atmosférica. Además se pondrá a disposición un procedimiento en el que el catalizador presenta períodos de aplicación largos.

El problema se soluciona mediante un procedimiento para la obtención de ácido cianhídrico (HCN) mediante deshidratación catalítica de formamida gaseosa en presencia de oxígeno ambiental, llevándose a cabo el procedimiento según la invención en un reactor que presenta una superficie de reactor interna constituida por un hierro que contiene acero, así como cromo y níquel, llevándose a cabo el procedimiento a una presión de 200 a 250 mbar, y no conteniendo el reactor elementos de inserción y/o catalizadores adicionales.

Si se emplea un reactor con una superficie de reactor interna constituida por un acero, que contiene, además de hierro, tanto cromo, como también níquel, con ayuda del procedimiento según la invención se puede obtener ácido cianhídrico mediante deshidratación catalítica de formamida gaseosa con buenas conversiones y en rendimientos elevados. En el procedimiento según la invención no son necesarios elementos de inserción y/o catalizadores adicionales.

Por consiguiente, en el procedimiento según la invención se emplea un reactor que no contiene elementos de inserción y/o catalizadores adicionales, es decir, únicamente es eficaz como catalizador la superficie de reactor interna en el procedimiento según la invención, y no se añaden otros catalizadores adicionales.

De este modo es posible poner a disposición un reactor económico que no presenta elementos de inserción. De este modo, la pérdida de presión en el reactor es reducida, de modo que el procedimiento según la invención se puede llevar a cabo sin pérdida de conversión a presión de reactor más elevada, de modo que se pueden ahorrar costes de instalaciones adicionales para la reducción de presión. Por lo demás, el reactor empleado en el procedimiento según la invención, que no contiene elementos de inserción o catalizadores adicionales, es mecánicamente más estable que un reactor con elementos de inserción, o bien catalizadores, ya que éstos están expuestos a ataques por corrosión intensificados en el transcurso de la reacción. Por lo demás, en el procedimiento según la invención no es necesario un activado complicado de la superficie de reactor interna mediante pasos de oxidación, o bien reducción.

Según la invención se descubrió que la química de acero, a partir del cual se forma la superficie de reactor interna, es decisiva para la deshidratación catalítica de formamida gaseosa para dar ácido cianhídrico.

El acero, a partir del cual se forma la superficie de reactor interna, contiene preferentemente níquel y cromo en proporción 1 : 1,1 a 1 : 2, de modo especialmente preferente 1 : 1,5 a 1 :...

1. Procedimiento para la obtención de ácido cianhídrico (HCN) mediante deshidratación catalítica de formamida gaseosa en presencia de oxígeno ambiental en un reactor, que presenta una superficie de reactor interna constituida por un acero que contiene hierro, así como cromo y níquel, llevándose a cabo el procedimiento a una presión de 200 a 250 mbar, y no conteniendo el reactor elementos de inserción y/o catalizadores adicionales.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el acero contiene níquel y cromo en proporción ponderal 1 : 1 a 1 : 2.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la superficie de reactor interna está constituida por un acero que contiene ≥ 60 % en peso de hierro.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la proporción presión/carga asciende a 1 hasta 100 kg de formamida/m2 de área de reactor, preferentemente 5 a 80 kg de formamida/m2 de superficie de reactor.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la obtención de ácido cianhídrico se efectúa en presencia de 10 a 50 Nl de aire/kg de formamida.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el procedimiento se lleva a cabo a una temperatura de 350 a 650ºC.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el reactor es un reactor tubular, que presenta uno o varios tubos.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el procedimiento se lleva a cabo a una temperatura de 500 a 550ºC.

9. Empleo de un reactor con una superficie de reactor interna constituida por un acero que contiene hierro, así como cromo y níquel, en un procedimiento para la obtención de ácido cianhídrico mediante deshidratación catalítica de formamida gaseosa según una de las reivindicaciones 1 a 8.