Un procedimiento de producción de un producto de ácido peracético mediante alimentación de peróxido de hidrógeno,

ácido acético y agua de forma continua al interior de un medio de reacción acuoso que contiene peróxido de hidrógeno, ácido acético, ácido peracético y un catalizador de ácido sulfúrico, en el que el peróxido de hidrógeno y el ácido acético reaccionan en presencia del catalizador de ácido sulfúrico y forman ácido peracético, y mediante la retirada de un concentrado de ácido peracético acuoso de forma continua a partir del medio de reacción por medio de destilación, caracterizado porque el catalizador de ácido sulfúrico es alimentado de forma continua en el interior del medio de reacción que contiene 10-20 % en peso de ácido peracético, 10-30 % en peso de peróxido de hidrógeno.

Procedimiento de producción de ácido percarboxílico Campo de la invención La presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de un producto de ácido percarboxílico, por ejemplo, un producto de ácido peracético y un producto de ácido perpropiónico, por medio de alimentación de peróxido de hidrógeno, ácido acético y agua de forma continua en un medio de reacción acuoso que contiene peróxido de hidrógeno, ácido acético, ácido percarboxílico y un catalizador ácido, en el que el peróxido de hidrógeno y el ácido acético reaccionan en presencia de un catalizador de ácido y forman ácido percarboxílico, y mediante la retirada del concentrado de ácido percarboxílico de forma continua del medio de reacción por medio de destilación.

La invención también se refiere a un producto de ácido percarboxílico del tipo anterior y a su uso para combatir microorganismos.

Estado de la técnica

A continuación, los porcentajes de concentración usados en la memoria descriptiva de la invención indican porcentajes en peso. De manera adicional, se usan acrónimos AA = ácido acético, PAA = ácido peracético, dPAA = ácido peracético destilado, ePAA = mezcla de equilibrio.

El procedimiento convencional para la producción de ácido percarboxílico, tal como ácido peracético, está basado en una reacción de equilibrio entre el mismo y agua y entre ácido acético y peróxido de hidrógeno, en un medio de reacción: AA + H2O ↔ PAA + H2O.

En este caso, el catalizador usado es un ácido mineral fuerte, siendo el más común ácido sulfúrico. Se prepara la mezcla de equilibrio de forma simple mezclando los componentes juntos. La mezcla de la composición de equilibrio depende, entro otras cosas, de la proporción molar de los materiales de partida.

En general, se producen disoluciones acuosas más fuertes y puras de ácido percarboxílico por medio de destilación de un ácido percarboxílico a partir del medio de reacción a presión reducida y temperatura elevada. De este modo, se obtiene un concentrado de ácido percarboxílico acuoso, que contiene ácido percarboxílico, agua y en general una pequeña cantidad de ácido carboxílico y posiblemente una cantidad muy pequeña de peróxido de hidrógeno.

La publicación de la patente EP 0 789 016 A1 divulga un procedimiento para la producción de ácido peracético. En el procedimiento, se dejan reaccionar peróxido de hidrógeno y ácido acético en una solución acuosa que contiene peróxido de hidrógeno, ácido acético, ácido peracético, ácido sulfúrico y un estabilizador (ácido fosfónico) . La mezcla de equilibro contiene 3-12 % de PAA, 1-8 % de AA y 10-35 % de H2O2. La proporción molar de peróxido de hidrógeno con respecto a ácido acético en la mezcla de equilibrio se encuentra dentro del intervalo de 4-30. De manera adicional, la solución de reacción contiene 10-25 % de acido sulfúrico. Se mantiene una presión reducida en el reactor y se calienta la mezcla de equilibrio de manera que se vaporicen el ácido acético y el agua y dejen la mezcla de reacción. La fase de vapor va destinada a destilación en columna, en la que el ácido peracético se concentra con respecto a los otros componentes. El vapor de ácido peracético es dirigido desde la columna de destilación hasta un condensador, en el que el ácido peracético se condensa en una solución acuosa que presenta una concentración de PAA de 20-60 %. Se retira una parte de la solución en el interior del recipiente de producto y se devuelve una parte a la columna de destilación.

La patente de EE.UU. 4.904.821 divulga un procedimiento para la producción de ácido peracético de manera que el ácido peracético se encuentre en un disolvente orgánico. En el procedimiento de producción, la proporción molar de peróxido de hidrógeno con respecto a ácido acético es de 1-2. Se alimenta peróxido de hidrógeno en el interior del reactor en forma de solución acuosa de 30-35 % de manera que la proporción en peso de peróxido de hidrógeno con respecto a agua sea de 0, 42-0, 54. La cantidad de ácido sulfúrico es de 20-30 % en peso de toda la mezcla de equilibrio. La temperatura se encuentra dentro del intervalo de 55-70 ºC y la presión es de 100-200 mbares. La fase de vapor formada en la reacción, que contiene ácido peracético, ácido acético y agua, se dirige a la zona de absorción en contacto con un fosfato orgánico que circula en la dirección opuesta, en donde una parte del ácido peracético y del ácido acético pasa al interior del disolvente.

Las cantidades de ácido sulfúrico presentadas en las publicaciones de patente anteriormente mencionadas son muy típicas de la tecnología de producción actualmente usada. El catalizador ácido acelera la reacción entre el ácido carboxílico y el peróxido de hidrógeno y la formación de la mezcla de equilibrio.

La publicación de la patente GB 1 014 361 divulga resultados de los ensayos cuyo objetivo es determinar cuando ácido sulfúrico se requiere en la mezcla de reacción. Resulta evidente a partir de los resultados presentados en la tabla de la solicitud de patente que, si se usa ácido sulfúrico en una cantidad de 1 %, la concentración de PAA en el destilado permanece baja y el tiempo de retención de la reacción es más que tres veces el de los ensayos en culos cuales se usó ácido sulfúrico en una cantidad de 9-20 %. Por otra parte, si se usa ácido sulfúrico en una cantidad mayor que 20 %, es necesario añadir agua a la mezcla de reacción. En este caso, el ácido sulfúrico y el agua ocupan una proporción bastante grande del volumen del reactor, y al cantidad de producto por unidad de volumen del reactor disminuye. Sobre al base de estos ensayos, la solicitud de patente presenta un procedimiento para la producción de ácido peracético en el que se dejan reaccionar peróxido de hidrógeno y ácido acético, cuya proporción molar es de 0, 3-5, en una mezcla de reacción que contiene 5-20 % de ácido sulfúrico y 20-75 % de agua, a una temperatura de 20-80 ºC y a una presión de 2-46, 55 kPa. El producto de reacción que se vaporiza fuera de la muestra, el producto que contiene PAA, AA y agua, es dirigido a un condensador y es recuperado.

La publicación de la patente EP 1 004 576 A1 divulga un procedimiento para producir ácido peracético por medio de destilación continua en el que, para evitar las pérdidas excesivas de peróxido de hidrógeno y ácido peracético debidas a la descomposición, se purga por debajo de 1 % en v/v del flujo de alimentación para controlar las impurezas no volátiles de las materias primas que, de otro modo, se generarían y catalizarían la descomposición.

En la producción de ácido percarboxílico destilado el medio de reacción contiene grandes cantidades de ácido sulfúrico e impurezas metálicas. Las impurezas se acumulan en le medio de reacción, y por tanto, el medio es retirado en momentos predeterminados como producto inferior cuando la cantidad de impurezas crece demasiado. En los procedimientos de producción convencionales esto constituye un residuo no apto para uso, y por ellos se han llevado a cabo intentos para mantener la cantidad de la solución a retirar en un valor lo más pequeño posible. Las impurezas metálicas proceden principalmente del ácido carboxílico y el peróxido de hidrógeno. Las impurezas metálicas resultan perjudiciales debido a que, entre otras cosas, descomponen el peróxido de hidrógeno.

De manera convencional, de este modo, el producto inferior es un residuo no apto para uso debido a las grandes cantidades de ácido sulfúrico e impurezas presentes en el mismo. En el procedimiento convencional, siempre existe el riesgo adicional de la acumulación de grandes cantidades de impurezas metálicas en el producto inferior de forma que tienden a descomponer la solución de ácido carboxílico, y puede dar como resultado, de manera peligrosa, a un rápido aumento de presión.

De este modo, en el campo, existe una necesidad clara de un procedimiento de producción en el que, por una parte, se pueda usar el producto inferior como tal y, por otra parte, el procedimiento de producción sea seguro. En este caso de mejora de la aptitud de uso del producto de producción mejoraría al mismo tiempo la rentabilidad de todo el procedimiento de producción.

Objetos de la invención y de sus logros El objeto de la invención es proporcionar un procedimiento continuo para la producción de ácido percarboxílico en el que la proporción de eficacia de las materias primas sería elevada de forma máxima, es... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de producción de un producto de ácido peracético mediante alimentación de peróxido de hidrógeno, ácido acético y agua de forma continua al interior de un medio de reacción acuoso que contiene peróxido de hidrógeno, ácido acético, ácido peracético y un catalizador de ácido sulfúrico, en el que el peróxido de hidrógeno 5 y el ácido acético reaccionan en presencia del catalizador de ácido sulfúrico y forman ácido peracético, y mediante la retirada de un concentrado de ácido peracético acuoso de forma continua a partir del medio de reacción por medio de destilación, caracterizado porque el catalizador de ácido sulfúrico es alimentado de forma continua en el interior del medio de reacción que contiene 10-20 % en peso de ácido peracético, 10-30 % en peso de peróxido de hidrógeno.

2. 30 % en peso de ácido acético, 1-5 % en peso de ácido sulfúrico y agua y, a partir del medio de reacción, se extrae de forma continua 3-10 % en peso de la cantidad total de los materiales alimentados en forma de producto inferior.

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se mantiene un estado estacionario en el que la cantidad y composición de la corriente de alimentación, la composición del medio de reacción y las cantidades y composiciones extraídas se mantienen sustancialmente constantes.

3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la cantidad de catalizador de ácido sulfúrico en el medio de reacción se mantiene en 2-3 % en peso.

4. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque se mantiene en el medio de reacción una proporción molar de ácido acético con respecto a agua que se encuentra por encima de 0, 15.

5. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se

mantiene en el medio de reacción una proporción molar de peróxido de hidrógeno con respecto a ácido acético de 0, 5:1 - 5:1.

6. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el concentrado de ácido peracético se retira del medio de reacción de forma continua por medio de destilación de manera que la concentración de ácido peracético en el concentrado es d.

3. 60 % en peso.

7. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la temperatura de destilación está ajustada en un valor d.

4. 80 ºC y la presión de destilación está ajustada en un valor d.

4. 100 mbares.