Soluciones de bromo estabilizadas, método de fabricación y usos de las mismas para el control de la biocontaminación.

Un método para preparar una solución de bromo estabilizada que comprende realizar,

en orden, las etapassiguientes:

(a) combinar una fuente de bromo y un estabilizante para formar una mezcla;

(b) añadir un oxidante a la mezcla; y

(c) añadir una fuente alcalina a la mezcla después de la etapa (b) para ajustar el pH de la mezcla hasta comomínimo 13,

en el que la fuente de bromo se selecciona del grupo que consiste en ácido bromhídrico, cloruro de bromo, bromoelemental, bromuros de metales alcalinos y bromuros de metales alcalino-térreos,

en el que el estabilizante tiene la fórmula química R-NH-R1, en la que R y R1 se seleccionan del grupo queconsiste en R2CO, R2SO2, R2CF2, R2CHF, H, OH y PO(OH)2, y R2 es un grupo alquilo o un grupo aromático, en elque el oxidante se selecciona del grupo que consiste en cloro gas, ácido hipocloroso, sales hipocloritos, cloritos,cloratos, bromo elemental, cloruro de bromo, peróxido de hidrógeno, persulfatos, permanganatos y ácido peracético,y

en el que la fuente alcalina se selecciona del grupo que consiste en hidróxidos de metales alcalinos e hidróxidos demetales alcalino-térreos.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2000/003481.

Solicitante: NALCO CHEMICAL COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: ONE NALCO CENTER NAPERVILLE IL 60563-1198 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: DALLMIER, ANTHONY W., MCCOY, WILLIAM F., YANG,SHUNONG, ALLAIN,Eric J, MYERS,Eric R.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • A01N25/02 SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A01 AGRICULTURA; SILVICULTURA; CRIA; CAZA; CAPTURA; PESCA.A01N CONSERVACION DE CUERPOS HUMANOS O ANIMALES O DE VEGETALES O DE PARTES DE ELLOS (conservación de alimentos o productos alimenticios A23 ); BIOCIDAS, p. ej. EN TANTO QUE SEAN DESINFECTANTES, PESTICIDAS O HERBICIDAS (preparaciones de uso médico, dental o para el aseo que eliminan o previenen el crecimiento o la proliferación de organismos no deseados A61K ); PRODUCTOS QUE ATRAEN O REPELEN A LOS ANIMALES; REGULADORES DEL CRECIMIENTO DE LOS VEGETALES (mezclas de pesticidas con fertilizantes C05G). › A01N 25/00 Biocidas, productos que repelen o atraen a los animales perjudiciales, o reguladores del crecimiento de los vegetales, caracterizados por su forma, ingredientes inactivos o modos de aplicación (papel fungicida, bactericida, insecticida, desinfectante o antiséptico D21H ); Sustancias que reducen los efectos nocivos de los ingredientes activos en organismos distintos a los perjudiciales. › que contienen líquidos como soportes, diluyentes o solventes.
  • A01N25/22 A01N 25/00 […] › que contienen ingredientes estabilizadores de los ingredientes activos.
  • A01N59/00 A01N […] › Biocidas, productos que repelen o atraen a los animales perjudiciales, o reguladores del crecimiento de los vegetales, que contienen elementos o compuestos inorgánicos.
  • C01B11/20 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C01 QUIMICA INORGANICA.C01B ELEMENTOS NO METALICOS; SUS COMPUESTOS (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de elementos o de compuestos inorgánicos excepto anhídrido carbónico C12P 3/00; producción de elementos no metálicos o de compuestos inorgánicos por electrólisis o electroforesis C25B). › C01B 11/00 Oxidos u oxácidos de halógenos; Sus sales. › Compuestos oxigenados del bromo.
  • C01B7/09 C01B […] › C01B 7/00 Halógenos; Acidos de los halógenos. › Bromo; Acido bromhídrico.
  • C01B7/24 C01B 7/00 […] › Compuestos interhalogenados.
  • C01D3/10 C01 […] › C01D COMPUESTOS DE LOS METALES ALCALINOS, es decir, DE LITIO, SODIO, POTASIO, RUBIDIO, CESIO O FRANCIO (hidruros metálicos C01B 6/00; sales de oxácidos de halógenos C01B 11/00; peróxidos, sales de los perácidos C01B 15/00; sulfuros o polisulfuros C01B 17/22; tiosulfatos, ditionitos, politionatos C01B 17/64; compuestos que contienen selenio o teluro C01B 19/00; compuestos binarios del nitrógeno con metales C01B 21/06; azidas C01B 21/08; amidas metálicas C01B 21/092; nitritos C01B 21/50; fosfuros C01B 25/08; sales de los oxácidos del fósforo C01B 25/16; carburos C01B 31/30; compuestos que contienen silicio C01B 33/00; compuestos que contienen boro C01B 35/00; cianuros C01C 3/08; sales del ácido ciánico C01C 3/14; sales de cianamida C01C 3/16; tiocianatos C01C 3/20; procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de elementos o de compuestos inorgánicos excepto anhídrido carbónico C12P 3/00; obtención a partir de mezclas, p. ej. a partir de minerales, de compuestos metálicos que son los compuestos intermedios de un proceso metalúrgico para la obtención de un metal libre  C22B; producción de elementos no metálicos o de compuestos inorgánicos por electrólisis o electroforesis C25B). › C01D 3/00 Haluros de sodio, potasio o metales alcalinos en general. › Bromuros.
  • C02F1/50 C […] › C02 TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS.C02F TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS (procedimientos para transformar las sustancias químicas nocivas en inocuas o menos perjudiciales, efectuando un cambio químico en las sustancias A62D 3/00; separación, tanques de sedimentación o dispositivos de filtro  B01D; disposiciones relativas a las instalaciones para el tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla en los buques, p. ej. para producir agua dulce, B63J; adición al agua de sustancias para impedir la corrosión C23F; tratamiento de líquidos contaminados por radiactividad G21F 9/04). › C02F 1/00 Tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla (C02F 3/00 - C02F 9/00 tienen prioridad). › por adición o empleo de un germicida, o por tratamiento oligodinámico (C02F 1/467 tiene prioridad).
  • C02F1/76 C02F 1/00 […] › por medio de halógenos o compuestos halogenados.
  • C11D11/00 C […] › C11 ACEITES, GRASAS, MATERIAS GRASAS O CERAS ANIMALES O VEGETALES; SUS ACIDOS GRASOS; DETERGENTES; VELAS.C11D COMPOSICIONES DETERGENTES; UTILIZACION DE UNA SOLA SUSTANCIA COMO DETERGENTE; JABON O SU FABRICACION; JABONES DE RESINA; RECUPERACION DE LA GLICERINA.Métodos particulares para la preparación de composiciones que contienen mezclas de detergentes.
  • C11D3/395 C11D […] › C11D 3/00 Otros compuestos que entran en las composiciones detergentes cubiertas por C11D 1/00. › Agentes de blanqueo.
  • C23F11/06 C […] › C23 REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO QUIMICO DE LA SUPERFICIE; TRATAMIENTO DE DIFUSION DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL; MEDIOS PARA IMPEDIR LA CORROSION DE MATERIALES METALICOS, LAS INCRUSTACIONES, EN GENERAL.C23F LEVANTAMIENTO NO MECANICO DE MATERIAL METALICO DE LAS SUPERFICIES (trabajo del metal por electroerosión B23H; despulido por calentamiento a la llama B23K 7/00; trabajo del metal por láser B23K 26/00 ); MEDIOS PARA IMPEDIR LA CORROSION DE MATERIALES METALICOS; MEDIOS PARA IMPEDIR LAS INCRUSTACIONES, EN GENERAL (tratamiento de superficies metálicas o revestimiento de metales mediante electrolisis o electroforesis C25D, C25F ); PROCESOS EN MULTIPLES ETAPAS PARA EL TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE DE MATERIALES METALICOS UTILIZANDO AL MENOS UN PROCESO CUBIERTO POR LA CLASE C23 Y AL MENOS UN PROCESO CUBIERTO BIEN POR LA SUBCLASE C21D   BIEN POR LA SUBCLASE C22F O POR LA CLASE C25. › C23F 11/00 Inhibición de la corrosión de materiales metálicos por aplicación de inhibidores a la superficie en peligro de corrosión, o adición de los mismos al agente corrosivo. › en líquidos de marcada reacción alcalina.

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Fragmento de la descripción:

Soluciones de bromo estabilizadas, método de fabricación y usos de las mismas para el control de la biocontaminación

Campo de la invención

Esta invención se refiere en general al tratamiento del agua y, más particularmente, a soluciones de bromo estabilizadas, al método de fabricación y usos de las mismas para el control de la biocontaminación.

Antecedentes de la invención

El hipoclorito de sodio ha sido ampliamente usado en una variedad de sistemas de agua para uso industrial y recreacional para controlar la biocontaminación. Sin embargo, el hipoclorito de sodio es inestable y debe ser proporcionado en una forma estabilizada. Hay varios métodos conocidos en la técnica para estabilizar el hipoclorito (Véase, por ejemplo, las patentes de Estados Unidos Números. 3.328.294 y 3.767.586) .

Se prefiere el bromo sobre el cloro para uso en el tratamiento del agua debido a su menor volatilidad y mejores propiedades a pH alto y en entornos de amina. Sin embargo, igual que el hipoclorito de sodio, el hipobromito de sodio es inestable en las condiciones típicas de almacenamiento y por tanto debe ser proporcionado en forma estabilizada. Las patentes de Estados Unidos Números 5.683.654 y 5.795.487, así como las referencias indicadas en ellas, presentan diferentes métodos para estabilizar el hipobromito de sodio. Las patentes ’654 y ’487 describen métodos en lotes que utilizan hipoclorito de sodio y bromuro de sodio como materiales de partida, seguidos por la adición de un estabilizante. El documento WO 97/20909 describe de forma similar un procedimiento que incluye una etapa de formación de hipobromito seguida por una etapa de estabilización del bromo. Sin embargo, una desventaja asociada con esta técnica es que se forma hipobromito no estabilizado en una etapa separada a una concentración y pH altos. Es sabido que el hipobromito no estabilizado se degrada rápidamente en tales condiciones para formar bromato, un compuesto no biocida que es muy tóxico y supuestamente carcinógeno.

En adición, el documento WO 97/43392 describe un procedimiento que en primer lugar forma compuestos de cloro estabilizados y después los convierte en compuestos de bromo estabilizados. Sin embargo, este tipo de procedimiento es restrictivo ya que solamente se pueden utilizar como fuente de oxidación los compuestos que liberan hipoclorito.

Por lo tanto, debido a que se espera que la demanda de soluciones de bromo estabilizadas aumente en el futuro debido a sus ventajas sobre el cloro, existe la necesidad de otros métodos rentables de fabricación de bromo estabilizado que puedan utilizar un amplio intervalo de oxidantes y producir un producto de mayor fuerza con un rendimiento más alto.

Por consiguiente, sería deseable proporcionar un método de preparación de una solución de bromo estabilizada que se pueda llevar a cabo en lotes o como un procedimiento continuo y que pueda producir un producto de mayor fuerza con un rendimiento más alto. Sería deseable también desarrollar un método de preparación de una solución de bromo estabilizada que sea flexible y permita que se puedan utilizar una variedad de oxidantes.

Sumario de la invención

Las soluciones de bromo estabilizadas de la presente invención se preparan combinando una fuente de bromo y un estabilizante para formar una mezcla, añadiendo un oxidante a la mezcla, y añadiendo después una fuente alcalina para ajustar el pH de la mezcla hasta como mínimo 13.

De este modo, según la presente invención, se proporciona un método para preparar una solución de bromo estabilizada que comprende llevar a cabo, en orden, las etapas siguientes:

(a) combinar una fuente de bromo y un estabilizante para formar una mezcla;

(b) añadir un oxidante a la mezcla; y

(c) añadir una fuente alcalina a la mezcla después de las etapas (a) y (b) para ajustar el pH de la mezcla hasta como mínimo 13.

La fuente de bromo se selecciona del grupo que consiste en ácido bromhídrico, cloruro de bromo, bromo elemental, bromuros de metales alcalinos y bromuros de metales alcalino-térreos, el estabilizante tiene la fórmula química R— NH—R1, en la que R y R1 se seleccionan del grupo que consiste en R2CO, R2SO2, R2CF2, R2CHF, H, OH y PO (OH) 2, y R2 es un grupo alquilo o un grupo aromático, el oxidante se selecciona del grupo que consiste en cloro gas, ácido hipocloroso, sales hipocloritos, cloritos, cloratos, bromo elemental, cloruro de bromo, peróxido de hidrógeno, persulfatos, permanganatos y ácido peracético, y la fuente alcalina se selecciona del grupo que consiste en hidróxidos de metales alcalinos e hidróxidos de metales alcalino-térreos.

El método de la invención es económicamente atractivo porque se puede llevar a cabo como un procedimiento en lotes o como un procedimiento continuo y porque produce una solución de bromo estabilizada de alta fuerza con un rendimiento más alto. El método de preparación es también flexible y permite la utilización de una variedad de oxidantes.

Descripción detallada de la invención

La presente invención se dirige a un método de preparación de soluciones de bromo estabilizadas. De acuerdo con esta invención, se combinan una fuente de bromo y un estabilizante para formar una mezcla, se añade entonces un oxidante a la mezcla y después se añade una fuente alcalina para ajustar el pH de la mezcla hasta como mínimo 13.

Las fuentes de bromo que se usan en la práctica de la presente invención incluyen ácido bromhídrico, cloruro de bromo, bromo elemental y bromuros de metales alcalinos o de metales alcalino-térreos, tales como bromuro de sodio, bromuro de potasio y bromuro de litio.

Los estabilizantes que se emplean en esta invención tienen la fórmula química R-NH-R1, en la que R y R1 se seleccionan del grupo que consiste en R2CO, R2SO2, R2CF2, R2CHF, H, OH y PO (OH) 2, y R2 es un grupo alquilo o un grupo aromático. Los estabilizantes adecuados incluyen sacarina, urea, tiourea, creatinina, ácidos cianúricos, hidantoínas alquiladas, monoetanolamina, dietanolamina, sulfonamidas orgánicas, biuret, ácido sulfámico, sulfamatos orgánicos y melamina. El ácido sulfámico es el estabilizante más preferido.

Los oxidantes que se usan incluyen cloro gas, ácido hipocloroso, sales hipocloritos, cloritos, cloratos, bromo elemental, cloruro de bromo, peróxido de hidrógeno, persulfatos, permanganatos y ácido peracético. Se cree que se pueden utilizar también otros compuestos peroxi de acuerdo con esta invención.

La fuente alcalina es un hidróxido de metales alcalinos o alcalino-térreos. Las fuentes alcalinas adecuadas incluyen hidróxido de sodio, hidróxido de litio, hidróxido de potasio, hidróxido de magnesio e hidróxido de calcio.

Se prefiere que la relación molar entre la fuente de bromo y el estabilizante esté en el intervalo de aproximadamente 0, 2 a 5. La relación molar entre la fuente de bromo y el oxidante debería estar preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 0, 5 a 2.

El método de la presente invención se mantiene a una temperatura inferior a 27 °C, y preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 4 a 21 °C. El pH de la mezcla durante la adición del oxidante se debe mantener por debajo de aproximadamente 7. La presente invención se puede realizar como un procedimiento de lotes o como un procedimiento continuo.

Las soluciones de bromo estabilizadas que se preparan de acuerdo con esta invención se pueden usar en una amplia variedad de aplicaciones comerciales. Estas aplicaciones incluyen, pero sin limitarse a ello, el uso de la solución de bromo estabilizada: (1) como agente de decoloración en un método para el lavado de ropa sucia en el que la ropa sucia se lava en un medio acuoso que contiene un detergente y un agente de decoloración; (2) como agente oxidante en un método para la fabricación de materiales celulósicos en los que se decoloran las fibras celulósicas; (3) como agente oxidante y biocida en un método para el control de la biocontaminación en un sistema de agua recreacional en el que se añade un agente oxidante y biocida para controlar la biocontaminación; (4) como agente oxidante y biocida en un método para el control de la biocontaminación sobre una superficie dura en el que se aplica un agente oxidante y biocida a la superficie para controlar la biocontaminación sobre la superficie; (5) en un método para el control de la biocontaminación que aparece en las superficies de los equipos en contacto con las aguas producidas en campos... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para preparar una solución de bromo estabilizada que comprende realizar, en orden, las etapas siguientes:

(a) combinar una fuente de bromo y un estabilizante para formar una mezcla;

(b) añadir un oxidante a la mezcla; y

(c) añadir una fuente alcalina a la mezcla después de la etapa (b) para ajustar el pH de la mezcla hasta como mínimo 13,

en el que la fuente de bromo se selecciona del grupo que consiste en ácido bromhídrico, cloruro de bromo, bromo elemental, bromuros de metales alcalinos y bromuros de metales alcalino-térreos, en el que el estabilizante tiene la fórmula química R—NH—R1, en la que R y R1 se seleccionan del grupo que consiste en R2CO, R2SO2, R2CF2, R2CHF, H, OH y PO (OH) 2, y R2 es un grupo alquilo o un grupo aromático, en el que el oxidante se selecciona del grupo que consiste en cloro gas, ácido hipocloroso, sales hipocloritos, cloritos, cloratos, bromo elemental, cloruro de bromo, peróxido de hidrógeno, persulfatos, permanganatos y ácido peracético, y en el que la fuente alcalina se selecciona del grupo que consiste en hidróxidos de metales alcalinos e hidróxidos de metales alcalino-térreos.

2. El método de la reivindicación 1, en el que el estabilizante se selecciona del grupo que consiste en sacarina, urea, tiourea, creatinina, ácidos cianúricos, hidantoínas alquiladas, monoetanolamina, dietanolamina, sulfonamidas orgánicas, biuret, ácido sulfámico, sulfamatos orgánicos y melamina.

3. El método de la reivindicación 1, en el que el estabilizante es el ácido sulfámico.

4. El método de la reivindicación 1, en el que la relación molar entre la fuente de bromo y el estabilizante está en el intervalo de 0, 2 a 5.

5. El método de la reivindicación 1, en el que la relación molar entre la fuente de bromo y el oxidante está en el intervalo de 0, 5 a 2.

6. El método de la reivindicación 1, en el que las etapas (a) , (b) y (c) se mantienen a una temperatura de menos de 27 °C.

7. El método de la reivindicación 1, en el que las etapas (a) , (b) y (c) se mantienen en el intervalo de temperatura de 4 a 21 °C.

8. El método de la reivindicación 1, en el que la etapa (b) se mantiene a un pH por debajo de aproximadamente 7.

9. Un método para evitar la biocontaminación de las superficies de los equipos en contacto con un sistema de agua industrial que comprende añadir al sistema de agua una cantidad eficaz para controlar la biocontaminación de una solución de bromo estabilizada, habiendo sido preparada dicha solución por el método de la reivindicación 1.

10. El método de la reivindicación 9, en el que el sistema de agua industrial se selecciona del grupo que consiste en sistemas de agua de refrigeración, sistemas de agua dulce, sistemas lavadores de gases, sistemas lavadores de aire, condensadores de evaporación, pasteurizadores, sistemas de saneamiento de productos, sistemas de agua contra incendios y tubos de intercambiadores de calor.

11. El método de la reivindicación 9, en el que la solución de bromo estabilizada se añade al sistema de agua industrial en una cantidad de 0, 1 a 2000 ppm como bromo activo.

12. El método de la reivindicación 9, en el que la solución de bromo estabilizada se añade al sistema de agua industrial en una cantidad de 0, 5 a 500 ppm como bromo activo.

 

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