Procedimiento para la hidrólisis de sales metálicas con emulsiones.

Procedimiento para la limpieza de recubrimientos de sales metálicas en partes y piezas de instalaciones en elestado incorporado y montado mediante una hidrólisis de las sales metálicas hidrolizables,

que se escogen entre elconjunto formado por los halogenuros de aluminio, hierro, titanio y cromo, en cuyo caso las sales metálicas se hacenreaccionar con unas emulsiones a base de a) agua y b) un líquido inerte, que se escoge entre el conjunto formadopor organopolisiloxanos, hidrocarburos y mezclas de éstos, siendo de 10 a 50 % en peso la proporción de agua de laemulsión utilizada, y la emulsión utilizada retarda la liberación de calor en el caso de la hidrólisis de las salesmetálicas.

Procedimiento para la hidrólisis de sales metálicas con emulsiones El invento se refiere a un procedimiento para la hidrólisis de sales metálicas hidrolizables con unas emulsiones a base de agua y un líquido inerte.

En el caso de la conversión química de los clorosilanos a partir de un silicio metalúrgico y HCl gaseoso para dar triclorosilano (TCS) y tetracloruro de silicio (STC) , que sirven, por ejemplo, como materias primas para la producción de un silicio puro para usarse en semiconductores, un silicio para usos solares así como un ácido silícico altamente disperso, se forman como productos secundarios unas sales metálicas, predominantemente unos cloruros metálicos. En particular, el cloruro de aluminio y el cloruro de hierro se depositan, al enfriar la mezcla de reacción, como un material sólido. Una deposición deliberada de los materiales sólidos es importante desde el punto de vista de técnica de procedimientos, con el fin de evitar traslados en el caso de la elaboración por destilación de los silanos líquidos. Para la separación de los cloruros metálicos sólidos desde el proceso se conocen diversos procedimientos.

En el documento de solicitud de patente alemana DE 2623290 A1 se describe la deposición de AlCl3, mezclado con FeCl3, a partir de la mezcla gaseosa de reacción de clorosilanos en tubos de Liebig. No se describe la limpieza de los tubos de Liebig.

Puesto que en el caso de los materiales sólidos se trata, por regla general, de unas mezclas de compuestos altamente corrosivos, la hidrólisis inmediatamente subsiguiente y eventualmente la neutralización de las soluciones acuosas resultantes es preferida con respecto a una limpieza y purificación de los materiales sólidos (para un aprovechamiento) . En el caso de la hidrólisis de los cloruros metálicos anhidros (en particular del componente principal cloruro de aluminio) se libera, tal como es sabido, una cantidad muy alta de calor, que en el caso de una insuficiente evacuación del calor puede conducir a la evaporación del agua y como consecuencia de ello a una acumulación descontrolada de presión y por consiguiente a unos estados peligrosos de la instalación hasta llegar a una explosión.

Por motivos de seguridad, los aparatos y las piezas de la instalación, que están contaminados con estos cloruros metálicos, son por lo tanto desmontados para realizar la limpieza por hidrólisis. Esto causa, junto al peligro de un accidente al abrir la instalación y al transportar los aparatos sucios, un elevado esfuerzo logístico, con el fin de evitar períodos de tiempo de inactividad. Los riesgos de seguridad que están vinculados con ello así como el gasto en costos son considerables.

Como una alternativa, por ejemplo en el documento de solicitud de patente europea EP 1174388 A1 se describe un procedimiento, en el que los cloruros metálicos se separan por filtración de un modo complicado y costoso después de haber precipitado en un sistema de enfriamiento rápido, y se aíslan de esta manera en una forma aprovechable. Puesto que, no obstante, por regla general, se trata de unas mezclas de cloruros metálicos, también en este caso la hidrólisis y la subsiguiente evacuación a través de una instalación de purificación de aguas residuales es económicamente más ventajosa que una complicada purificación o limpieza adicional. La hidrólisis se puede regular entonces a través de la velocidad de dosificación de la torta del filtro.

Subsistía la misión de hidrolizar a sales metálicas sólidas, hidrolizables, de una manera sencilla y exenta de peligros.

Es un objeto del invento un procedimiento para la limpieza de recubrimientos con sales metálicas en partes y piezas de instalaciones en el estado incorporado y montado mediante una hidrólisis de sales metálicas hidrolizables, en el que las sales metálicas se hacen reaccionar con unas emulsiones a base de a) agua y b) un líquido inerte, que está caracterizado por las características de la reivindicación 1.

Con el procedimiento conforme al invento, la reacción de hidrólisis se puede llevar a cabo de una manera controlada. Mediante el empleo de unas emulsiones acuosas se puede retardar la liberación de calor en el caso de la hidrólisis de las sales metálicas. Por lo tanto, es posible realizar una limpieza segura y barata de unos recubrimientos con sales metálicas en partes y piezas de instalaciones en el estado incorporado y montado.

En el caso de la hidrólisis, una emulsión de agua en un líquido inerte se pone en contacto con la superficie sólida del recubrimiento durante tanto tiempo hasta que se haya conseguido el deseado efecto de limpieza. Esto tiene las siguientes ventajas con respecto a la reacción directa con agua: a causa de la estructura en forma de gotitas del agua, se disminuye la superficie reactiva. La hidrólisis exotérmica tiene lugar entonces de un modo manifiestamente más lento. A través de la proporción del agua en la emulsión se puede adaptar la velocidad de reacción a la evacuación de calor. Mediante ruptura de la emulsión después de la conversión química, el líquido inerte se puede separar con respecto de la fase acuosa enriquecida con productos de la hidrólisis, y por consiguiente se puede recuperar. Esto predestina al procedimiento conforme al invento para un modo de funcionamiento continuo.

El procedimiento es especialmente adecuado para la eliminación de sales metálicas adheridas a superficies. Por ejemplo, unos aparatos, tales como tubos de Liebig, pueden ser liberados de sales metálicas adheridas haciendo pasar a su través una emulsión acuosa durante tanto tiempo hasta que se haya alcanzado el grado de conversión deseado. La limpieza completa se puede comprobar con ayuda de un indicador (p.ej. un electrodo para la medición del valor del pH, una medición de la temperatura, una medición de la conductividad eléctrica, una medición de la conductividad térmica, una determinación del índice de refracción y una medición de la densidad) directamente en la emulsión saliente o respectivamente en la fase acuosa ya separada, de tal manera que el proceso se puede automatizar también de una manera sencilla.

La concentración óptima de agua en la emulsión se puede determinar mediante unos sencillos ensayos previos, comenzándose, en particular en el caso de unos procesos de hidrólisis fuertemente exotérmicos, usualmente con una baja concentración de agua, con el fin de evitar un sobrecalentamiento indeseado. También es posible, en el caso de una entalpía de reacción, una evacuación de calor así como una capacidad calorífica o térmica conocidas, calcular la mezcla óptima para un aumento deseado o permitido de la temperatura. La proporción de agua en la emulsión es de 10 a 50 % en peso, de manera especialmente preferida de 15 a 35 % en peso. En el caso de unas muy bajas concentraciones, transcurre más tiempo hasta que la hidrólisis se haya completado, y por el contrario, en el caso de una proporción demasiado alta de agua se puede llegar a una desestabilización de la emulsión y a un aumento indeseadamente alto de la temperatura. Por lo tanto, puede ser ventajoso añadir un agente emulsionante para la estabilización de la emulsión.

Como sales metálicas entran en cuestión unos halogenuros de aluminio, hierro, titanio y cromo, en particular cloruro de aluminio y cloruro de hierro.

En el caso de la hidrólisis de recubrimientos de cloruro de aluminio procedentes de la producción de silano se forman unas soluciones en ácido clorhídrico, de tal manera que en estos casos se utiliza preferiblemente un agente emulsionante, que es químicamente estable en el medio ácido. Ejemplos de tales agentes emulsionantes son ciertos derivados de ácidos sulfónicos, ácidos fosfónicos y poli (etilenglicol) , que se pueden usar también en forma de una mezcla. En este caso se prefieren especialmente unos agentes emulsionantes, que forman con los iones de aluminio unos productos difícilmente solubles, tales como el ácido dodecilbencenosulfónico, de tal manera que -en el caso de una concentración suficientemente alta - ciertamente se mantiene una estabilización de la emulsión durante el proceso de hidrólisis, pero mediante la precipitación del agente emulsionante se hace posible una separación más fácil de la emulsión al final del proceso. La concentración del agente emulsionante en la mezcla es usualmente de 0, 01 a 10 % en peso, de manera preferida de 0, 1 a 2 % en peso y de manera especialmente preferida de 0, 1 a 1 % en peso.

Como líquido inerte se prefieren unos líquidos sólo débilmente solubles en agua, que no reaccionan con los recubrimientos de sales metálicas ni con los productos de hidrólisis en las condiciones escogidas. De manera preferida, los líquidos inertes... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la limpieza de recubrimientos de sales metálicas en partes y piezas de instalaciones en el estado incorporado y montado mediante una hidrólisis de las sales metálicas hidrolizables, que se escogen entre el

conjunto formado por los halogenuros de aluminio, hierro, titanio y cromo, en cuyo caso las sales metálicas se hacen reaccionar con unas emulsiones a base de a) agua y b) un líquido inerte, que se escoge entre el conjunto formado por organopolisiloxanos, hidrocarburos y mezclas de éstos, siendo de 10 a 50 % en peso la proporción de agua de la emulsión utilizada, y la emulsión utilizada retarda la liberación de calor en el caso de la hidrólisis de las sales metálicas.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la sal metálica es cloruro de aluminio.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que los líquidos inertes tienen a 20°C una viscosidad de 0, 5 a 1.000 mPas.