Procedimiento para la preparación de disoluciones acuosas de formaldehído.

Procedimiento para la preparación continua de una disolución acuosa de formaldehído con un contenido enformaldehído del 25 - 56 % en peso,

con respecto al peso de la disolución acuosa de formaldehído, en el que

a) se prepara formaldehído mediante oxidación de metanol y se obtiene como disolución acuosa deformaldehído, y

b) se determina el contenido en formaldehído de la disolución acuosa de formaldehído mediante medición de unespectro de infrarrojo cercano, infrarrojo medio o Raman al menos 1 vez por minuto, introduciéndose el espectroen un modelo de calibración quimiométrico, y

c) se compara el contenido en formaldehído determinado con un valor teórico predeterminado, y, cuando elcontenido en formaldehído determinado es mayor que el valor teórico predeterminado para el contenido enformaldehído,

d) se ajusta el contenido en formaldehído deseado de la disolución acuosa de formaldehído mediante adición deagua.

Procedimiento para la preparación de disoluciones acuosas de formaldehído La invención se refiere a un procedimiento para la preparación de disoluciones acuosas de formaldehído, en el que el contenido en formaldehído de las disoluciones acuosas de formaldehído que se producen en la síntesis de formaldehído se determina con un procedimiento de análisis en línea seleccionado de espectroscopia de infrarrojo cercano, de infrarrojo medio y Raman, introduciéndose el espectro en un modelo de calibración quimiométrico, y el contenido en formaldehído deseado puede ajustarse a continuación mediante adición de agua, de modo que se obtiene una disolución acuosa de formaldehído con contenido en formaldehído definido (formalina) .

El formaldehído pertenece a las materias primas orgánicas más importantes en la industria química y sirve como sustancia de partida para resinas poliméricas (resinas de urea-formaldehído, resinas de melamina-formaldehído, resinas fenólicas) , para poliacetales y para diversos productos organoquímicos (por ejemplo pentaeritritol, trimetilolpropano, neopentilglicol, metilendianilina, hexametilentetramina, ácido etilendiaminotetraacético, ácido nitrilotriacético) . Además del uso como sustancia de partida para productos químicos se usa formaldehído en forma de disoluciones acuosas como agente de desinfección y conservante, por ejemplo en la industria cosmética.

A escala industrial se prepara formaldehído mediante oxidación parcial de metanol:

CH3OH + 0, 5O2 → CH2O + H2O

Los procedimientos más importantes son:

(1) oxidación parcial y deshidrogenación en presencia de plata cristalina con un defecto de aire a 680 -720 ºC con una conversión de metanol del 97 -98 %

(2) oxidación parcial y deshidrogenación en presencia de plata cristalina o redes de plata con un defecto de aire a 600 -650 ºC con una conversión de metanol del 77 -87 % y recuperación destilativa subsiguiente del metanol y realimentación al procedimiento

(3) oxidación con catalizadores de óxido de hierro / óxido de molibdeno con un exceso de aire con una conversión de metanol del 98 -99 % (el denominado procedimiento Formox)

Los procedimientos se describen en G. Reuss, W. Disteldorf, O. Grundler, A. Hilt “Formaldehy de” en “Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistr y ” 5ª edición, vol. A 11, páginas 624 -633; VCH Verlagsgesellschaft Weinheim 1988 y en H. R. Gerberich, G. C. Seaman “Formaldehy de” en “Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology”, 4ª edición, vol. 11, páginas 935 -939, Wiley Interscience, Nueva York 1994.

JOURNAL OF MAGNETIC RESONANCE, volumen 166, n.º 2, 1 de febrero de 2004 () , páginas 135-146 da a conocer un procedimiento, en el que mediante espectroscopia RMN en línea puede determinarse la concentración de una disolución de formaldehído.

Electrochemical and Solid-State Letters, volumen 8, n.º 3, 2005, páginas E35-E38 da a conocer la preparación discontinua de formaldehído mediante oxidación electroquímica de metanol y determinación del formaldehído producido según cualquier experimento mediante espectroscopia UV-VIS-NIR.

En los distintos procedimientos de preparación se produce el formaldehído en el proceso respectivamente como disolución acuosa con una concentración de habitualmente el 25 -56 % en peso, con respecto al peso de la disolución.

Tanto en el procedimiento de contacto de plata como en el procedimiento de contacto de óxido metálico se enfrían tras la reacción los gases de reacción calientes que están compuestos esencialmente del formaldehído formado, metanol que no ha reaccionado, agua, CO2, CO, CH4, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno. A continuación se lava el formaldehído producido con agua o disolución diluida de formaldehído. El lavado se realiza habitualmente en varias etapas en una columna de absorción en contracorriente. El calor de absorción liberado se descarga a través de un circuito de producto en intercambiadores de calor y puede usarse en otro punto para el calentamiento.

El líquido de lavado se suministra en general a la cabeza de la última etapa de absorción. Mediante la cantidad de líquido de lavado puede ajustarse de manera aproximada la concentración de formaldehído.

En el procedimiento con conversión de metanol completa se obtiene en la primera etapa de absorción habitualmente una disolución de formaldehído de aproximadamente el 40 -42 % en peso, con respecto al peso de la disolución. En las otras etapas de absorción, la concentración de formaldehído es más baja.

Las disoluciones acuosas de formaldehído obtienen aún cantidades residuales de metanol (aproximadamente el 1 % en peso en el procedimiento con conversión de metanol completa) . En el procedimiento con conversión de metanol incompleta, el contenido en metanol de la disolución de absorción asciende habitualmente al 5 -15 % en peso. Para la separación del metanol se destila finalmente la disolución de formaldehído que contiene metanol. Se obtienen

entonces habitualmente disoluciones de formaldehído con una concentración de aproximadamente el 50 % en peso (45 -55 % en peso) y el 0, 5 -1% en peso de metanol.

En el procedimiento Formox se producen, dependiendo de la cantidad de agua de lavado añadida, disoluciones de formalina con una concentración del 37 -55 % en peso de formaldehído y del 0, 5 -1, 5 % en peso de metanol. A este respecto, las indicaciones de concentración son en % en peso respectivamente con respecto al peso de la disolución acuosa de formaldehído.

El formaldehído se encuentra en el mercado como disolución acuosa (la denominada “formalina”) , presentándose formalina con distintas concentraciones en el intervalo del 30 -56 % en peso. El tipo más ampliamente distribuido es formalina con una concentración de formaldehído del 37 % en peso. Tienen mayor importancia también disoluciones de formalina con el 32 % en peso de formaldehído que presentan una mejor estabilidad en almacenamiento.

Tal como es habitual en productos comerciales, se describe la calidad de los tipos de formalina por el fabricante mediante una especificación y se garantiza con respecto al cliente. Como características de especificación se indican para formalina habitualmente el contenido en formaldehído, el contenido en metanol y el color, por ejemplo como índice de color de Hazen, parcialmente también el contenido en acidez o ácido fórmico. El contenido en formaldehído presentado en la especificación, que habitualmente se indica en un intervalo de + / -0, 25 % en peso, es una magnitud muy importante de por sí para los clientes. El cliente comprueba en su control de entrada de mercancías que el contenido en formaldehído del suministro de formalina se encuentra en el intervalo de especificación, en particular que el límite inferior del contenido en formaldehído no se quede por debajo, ya que si no pagaría agua en lugar de sustancia de valor.

Para el fabricante de formalina esto significa que ha de prestarse atención estrictamente a cumplir de manera exacta, en caso del suministro de formalina, el contenido en formaldehído indicado en la especificación.

En la fabricación de las disoluciones acuosas de formaldehído puede ajustarse y mantenerse la concentración de formaldehído, sin embargo generalmente sólo de manera relativamente aproximada.

Por tanto es estado de la técnica que la producción de formalina se realiza por último prácticamente de manera discontinua, produciéndose una cantidad de la disolución acuosa de formaldehído con concentración superior y añadiéndose a un recipiente. Entonces se determina el contenido en formaldehído de la disolución de formaldehído que se encuentra en el recipiente de manera analítica. Habitualmente se toma para ello una muestra representativa y se analiza en el laboratorio el contenido en formaldehído según procedimientos convencionales. Habitualmente se realiza el análisis del contenido en formaldehído mediante titulación según el denominado “procedimiento de sulfito de sodio” (J. F. Walker, Formaldehy de, Reinhold Publishing Corp., Nueva York 1964, pág. 486) .

Tras la determinación del contenido en formaldehído se añade en el recipiente la cantidad de agua que sea necesaria para llevar la cantidad existente en el recipiente de disolución de formaldehído a la concentración predeterminada (concentración teórica) de formaldehído.

Este procedimiento puesto en práctica es complicado y en cuanto a la toma de muestra y a análisis de laboratorio es costoso y laborioso. Es desventajoso que el procedimiento sea largo, ya que debido a los análisis de laboratorio... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación continua de una disolución acuosa de formaldehído con un contenido en formaldehído de.

25. 56 % en peso, con respecto al peso de la disolución acuosa de formaldehído, en el que a) se prepara formaldehído mediante oxidación de metanol y se obtiene como disolución acuosa de formaldehído, y b) se determina el contenido en formaldehído de la disolución acuosa de formaldehído mediante medición de un espectro de infrarrojo cercano, infrarrojo medio o Raman al menos 1 vez por minuto, introduciéndose el espectro en un modelo de calibración quimiométrico, y c) se compara el contenido en formaldehído determinado con un valor teórico predeterminado, y, cuando el

contenido en formaldehído determinado es mayor que el valor teórico predeterminado para el contenido en formaldehído, d) se ajusta el contenido en formaldehído deseado de la disolución acuosa de formaldehído mediante adición de agua.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el contenido en formaldehído de la disolución acuosa de formaldehído se determina mediante medición de un espectro de infrarrojo cercano, que se evalúa en el intervalo de 6200 cm-1 a 5500 cm-1.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 2, en el que en la etapa b) se determina adicionalmente el contenido en metanol de la disolución acuosa de formaldehído.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que en la etapa b) se determina adicionalmente el 20 contenido en metanol de la disolución acuosa de formaldehído mediante medición al menos 1 vez por minuto.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el contenido en formaldehído determinado en la etapa b) y eventualmente de manera adicional el contenido en metanol determinado en la etapa b) se usa para la regulación del procedimiento de preparación en la etapa a) .