MÉTODO PARA DESTOXICACIÓN POR DESHALOGENACIÓN DE COMPUESTOS AROMÁTICOS Y/O CÍCLICOS HALOGENADOS.

Método para destoxicación por deshalogenación de compuestos aromáticos y/o cíclicos halogenados Campo técnico de la invención La invención se refiere a la destoxicación por deshalogenación de compuestos aromáticos y/o cíclicos halogenados. Este método es particularmente útil para la destoxicación de compuestos aromáticos polihalogenados, especialmente bifenilos, dibenzo-p-dioxinas y dibenzofuranos policlorados altamente tóxicos, así como compuestos similares a las dioxinas, en suelos, absorbentes carbonosos, aceites y sedimentos arenosos. Antecedentes de la invención Algunas de las sustancias contaminantes más persistentes consisten en dibenzo-p-dioxinas, dibenzofuranos y compuestos similares a las dioxinas policlorados. Estas son sustancias químicamente estables que son muy difíciles de retirar del medio ambiente mediante procedimientos químicos, térmicos y biológicos. Estos compuestos son tóxicos y están clasificados entre sustancias teratógenas y carcinógenas. Se forman en procesos térmicos, por ejemplo, en la combustión de residuos municipales, hospitalarios y otros residuos peligrosos, en procesos metalúrgicos y en el uso de otras diversas tecnologías térmicas, o se fabrican para aplicaciones en la industria de la energía, agricultura y otras ramas. De las técnicas empleadas hasta la fecha para la destrucción de estas sustancias tóxicas, se emplea especialmente la reacción de estos compuestos con sodio de alcóxidos de metales alcalinos, como se describe en el documento de patente EP 1153645. La descomposición química, descrita en el documento de patente EP-A-0021294, se basa en la reacción de sustancias aromáticas halogenadas con un metal alcalino o con una mezcla de alcohol con un hidróxido de metal alcalino, o con un carbonato de metal alcalino a una temperatura de 140 a 220ºC. La descomposición alcalina de bifenilos policlorados con carbonato sódico se produce a una temperatura de 370 a 400ºC, en presencia de un agente oxidante y un catalizador que consiste en rutenio o platino o paladio, como se describe en los documentos de patente JP 11253795, US 4059677, US 4065543 y JP 10087519. Conforme al documento de patente US 5151401, también puede usarse platino sobre aluminato de cinc. El documento de patente JP 11114538 describe la descomposición a presión de bifenilos policlorados y dibenzo-p-dioxinas polifluoradas con hidróxido de calcio a una temperatura de 100 a 300ºC. Los documentos de patente WO 00/48968 y JP 11197756 describen la reducción catalítica de dibenzo-p-dioxinas polifluoradas en medio alcalino, en presencia de tiosulfato de hidracina, hidroquinona y dióxido de titanio sobre una matriz de soporte de carbono, o en un medio de hidróxido y carbonato de cinc o hidróxido y carbonato de plomo, que se produce a una temperatura de 200 a 500ºC. La descomposición térmica de compuestos aromáticos halogenados requiere que se alcance una temperatura de 1200 a 1400ºC. Sin embargo, este proceso de descomposición es de una relevancia incierta, porque las consideraciones relacionadas con aplicaciones prácticas no toman en cuenta los procesos reversibles que se producen en la fase gaseosa, y designados como reacciones sintéticas de novo, en las que los contaminantes se vuelven a formar a partir del precursor en el intervalo de temperaturas de 180 a 450ºC sobre la fase sólida. Es ventajoso si están presentes algunos metales en la destoxicación térmica de compuestos aromáticos halogenados, por ejemplo, aluminio, hierro y cobre, o sus óxidos, o aluminio fundido o aluminio, magnesio, silicio, titanio o berilio en una atmósfera inerte, a una temperatura de 450 a 650ºC, como es evidente a partir de los documentos de patente JP 11253908, EP 0170714 y EP 0184342. La patente de EE.UU. 3.697.608 describe el uso de un agente de descloración que consiste en cloruro ferroso o cloruro férrico con cloruros de metales alcalinos en el fundido. La descomposición catalítica de sustancias aromáticas halogenadas se considera muy prometedora para aplicaciones prácticas, en la liquidación de estas sustancias tóxicas. Sin embargo, los procedimientos de descomposición descritos anteriormente no constituyen un enfoque óptimo para la destoxicación por halogenación de compuestos aromáticos halogenados, ya que estos procedimientos químicos son caros, peligrosos en el caso de uso del método del sodio y, para el método de combustión, tienen un alto consumo de energía y no son eficaces debido a las reacciones reversibles sintéticas de novo. El documento de patente EP-A-0184342 describe el uso de catalizadores metálicos para descomponer compuestos halogenados orgánicos, por ejemplo, bifenilos policlorados, en fase gaseosa a una temperatura de 450 a 600ºC, en una atmósfera totalmente no oxidante de nitrógeno muy puro o de gas noble. El documento de patente JP 11904460 describe el uso de hidruro metálico y paladio sobre una matriz de carbono, para la destoxicación de compuestos aromáticos halogenados orgánicos. La patente de EE.UU. 4.039.623 describe la descomposición catalítica por oxidación de compuestos halogenados a una temperatura de 350ºC, catalizada por rutenio. Conforme a Organohalogen Compounds 40, 583-590 (1999), los bifenilos policlorados pueden descomponerse a una temperatura de 150 a 300ºC, usando el sistema catalítico TiO2-V2O5-WO3. Los documentos de patente US 3972979 y US 3989806 describen la deshalogenación catalítica de hexaclorobenceno a una temperatura de 500ºC, usando un catalizador que consiste en cobre sobre zeolita u óxido de cromo (III) sobre un soporte. Los documentos de 2 E04729817 02-01-2012   patente EP 0914877 y US 6291737 describen la descomposición de dioxinas en la presencia de aminas o sales de amonio, a una temperatura por debajo de 300ºC. Las patentes de EE.UU. 5.276.250 y 5.387.734 describen la deshalogenación de compuestos en una atmósfera inerte usando catalizadores que contienen calcio, bario, cinc, níquel, cobre, hierro, aluminio, paladio, platino, vanadio, volframio, molibdeno, rodio y cromo, a veces en forma de óxidos, silicatos o aluminatos, con un cociente de masas entre el catalizador y la sustancia deshalogenada de 1:1 a 1:30, y a una temperatura de 150 a 550ºC. El artículo de Pekárek V. y cols., ESPR-Environ. Sci. And Pollut. Res. 10(1), 39-43 (2003) describe un sistema para la deshalogenación de cenizas a partir de la incineración de residuos municipales, usando una combinación de cobre y carbono. Todos los procedimientos de deshalogenación anteriores tienen la desventaja que tienen altas necesidades de energía y/o no conducen a una destoxicación completa del material deshalogenado, y/o no constituyen un ciclo cerrado sin residuos y sin riesgo. Sumario de la invención Las desventajas anteriores se eliminan en grado sustancial mediante el método de destoxicación por deshalogenación de compuestos aromáticos y/o cíclicos halogenados conforme a la invención, que se basa en un método en el que al menos un compuesto aromático y/o cíclico halogenado se calienta sobre una matriz de soporte en un sistema cerrado a una temperatura de 200 a 500ºC, en presencia de cobre en forma metálica y/o en forma de un compuesto de cobre, un donante de hidrógeno, carbono y al menos una sustancia reductora adicional que es capaz de reducir iones de cobre (II) y (I) a estas temperaturas a cobre elemental. Es ventajoso si al menos una de las sustancias reductoras adicionales consiste en un compuesto de cobre con el carácter de una sustancia reductora. Es ventajoso si la matriz de soporte es el material contaminado por la sustancia aromática y/o cíclica halogenada prevista para la destoxicación por deshalogenación. En este contexto, la expresión sistema cerrado quiere decir un espacio de reacción en el que los componentes de la reacción del procedimiento de deshalogenación están presentes en una atmósfera de aire antes del comienzo del procedimiento de destoxicación por deshalogenación que, después del cierre, impide el acceso de oxígeno de la atmósfera circundante dentro del espacio de reacción. Es evidente, a partir de Pekárek V. y cols., ESPR-Environ. Sci. And Pollut. Res. 10(1), 39-43 (2003) que, en el procedimiento de deshalogenación, los productos deshalogenados destoxicados y las sustancias altamente tóxicas formadas por la síntesis de novo constituyen dos tipos de productos finales de una reacción sencilla, y que la formación de productos deshalogenados destoxicados y la formación de sustancias altamente tóxicas mediante síntesis de novo son mutuamente competitivas, en el que el progreso de esta reacción sencilla en la dirección directa u inversa depende de la elección de las condiciones de reacción. En una atmósfera oxidante de oxígeno, la síntesis de novo se produce de manera predominante, mientras que la reacción de deshalogenación predomina en una atmósfera... [Seguir leyendo]

1.- El método para destoxicación por deshalogenación de compuestos aromáticos y/o cíclicos halogenados, caracterizado porque al menos un compuesto aromático y/o cíclico halogenado se calienta sobre una matriz de soporte en un sistema cerrado a una temperatura de 200 a 500ºC, en presencia de cobre en forma metálica y/o en forma de compuestos de cobre, un donante de hidrógeno, carbono y al menos una sustancia reductora adicional, capaz de reducir iones cúpricos y cuprosos a cobre elemental a las temperaturas anteriores. 2.- El método conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque al menos uno de los agentes reductores adicionales consiste en un compuesto de cobre con el carácter de una sustancia reductora. 3.- El método conforme a la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la matriz de soporte es un material contaminado por el compuesto aromático y/o cíclico halogenado previsto para la destoxicación por deshalogenación. 11 E04729817 02-01-2012