PROCESO PARA ELIMINACIÓN DE PCBs EN ACEITES MINERALES.

La presente invención se refiere a un reactivo de transferencia electrónica que comprende un compuesto de fórmula general NaxB,

donde B es un hidrocaburo aromático policíclico, x está comprendido entre 1 y 2, caracterizado porque el compuesto de fórmula general I se encuentra coordinado con un agente quelante. Y al uso del mismo para la descloración de materiales orgánicos policlorados en aceites minerales.

PROCESO PARA ELIMINACIÓN DE PCBs EN ACEITES MINERALES

Campo de la invención

5 La presente invención se encuadra en general en el campo de la ingeniería química y medioambiente y en particular se refiere a un procedimiento para la eliminación completa de cloro en contaminantes orgánicos policlorados presentes en hidrocarburos líquidos (por ejemplo, aceites minerales) por medio de un reactivo químico de transferencia electrónica (TE) en fase homogénea.

1 O Antecedentes de la invención

15 20 25 La toxicidad asociada a los hidrocarburos líquidos contaminados con bifenilos policlorados (PCBs) es un arduo y ya conocido problema. Los PCBs eran ampliamente utilizados como fluidos dieléctricos en equipos eléctricos tales como transformadores y condensadores debido a sus excelentes propiedades dieléctricas. En los años setenta, sin embargo, se paró la producción de PCBs debido a su acumulación en tejido graso humano y a los informes que revelaban la alta toxicidad de estas sustancias a largo plazo. Los PCBs fueron entonces reemplazados por aceites minerales como fluidos dieléctricos. En estos aceites también se han encontrado cantidades residuales de PCBs. En estos momentos, el mantenimiento, operación y disposición de estos transformadores y aceites contaminados con PCBs está siendo estrictamente regulado en la mayoría de países (Unión Europea: http://ec.europa.eu/environment/waste/pcbs/index.htm; EEUU: http://www.epa.gov/epawaste/hazard/tsd/pcbs/index. htm) . Estas regulaciones requieren no sólo métodos más prácticos, sino más eficientes y seguros para la descontaminación de fluidos hidrocarbonados que contienen PCBs.

En la patente americana US 4, 284, 516, (una de las primeras patentes documentadas sobre el tema) , Parker y sus colaboradores de la empresa Goodyear Tire&Rubber describieron un proceso basado en un metal alcalino

para la deshalogenación de bajas concentraciones (ppm) de bifenilos policlorados (PCBs) en un sustrato líquido contaminado. Dicho sustrato contaminado era puesto en contacto con un reactivo (preferentemente sodio-naftaleno en THF bajo atmósfera inerte) en una relación molar de 25 a 500 moles de reactivo por mol de haluro contaminante contenido en el sustrato líquido. Siguiendo este mismo procedimiento, se descloraron bifenilos policlorados (PCBs) puros y se convirtieron en sustancias inocuas para el medioambiente mediante reacción con sodio-naftaleno preformado también en un disolvente apropiado tipo éter, preferiblemente tetrahidrofurano en atmósfera inerte (US 4, 326, 090) . La reacción procede rápidamente a temperatura ambiente y resulta efectiva en la eliminación sustancialmente completa de cloro de los PCBs.

Las patentes americanas US 4, 417, 977 y US 4, 602, 994 describen otros métodos que utilizan sodio u otros metales alcalinos, aunque no como reactivo de TE sino como agentes desprotonantes. En particular se han propuesto como procesos alternativos aquellos que consisten en el uso de polietilenglicolatos de sodio (NaPEG, así como otros alcoholatos de metales alcalinos) seguidos de extracción, o extracción más procesos de oxidación térmica.De este modo, la deshalogenación parcial de aceites contaminados con PCBs (aproximadamente 652 ppm de PCBs) se describió calentando a 125°C con NaPEG en atmósfera de nitrógeno durante 2 horas. La mezcla inmiscible del aceite y el reactivo se separó y el análisis de la fase orgánica dio como resultado 27 ppm de PCBs. Los PCBs residuales se extrajeron de la fase del reactivo, calentando a 150°C en atmósfera de aire (21% 0 2) para eliminar el cloro orgánico remanente.

5 En el procedimiento descrito en la patente americana US 4, 761, 221 se bajó la temperatura a 85-90°C por medio de etilenglicol e hidruro de sodio mezclados in situ con el aceite en vacío o atmósfera de nitrógeno. Se han encontrado otras variantes en la bibliografía, incluyendo el uso de alcoholatos de un metal alcalino en DMSO (dimetilsulfóxido) u otros sulfóxidos (US 4, 532, 028) .

1O En general, todos estos procesos basados en alcoholatos implican calentamiento intensivo para alcanzar la temperatura requerida para una reacción eficiente y el resultado en general es una eliminación incompleta del cloro orgánico del líquido tratado. Esto se puede prever dado el significativo descenso de la reactividad de los congéneres de los PCBs frente al alcoholato a medida que el PCB va siendo desclorado.

15 Volviendo al uso de metales alcalinos como reactivos ET, la patente US 4, 592, 844 describe el uso de sodio fundido. Los hidrocarburos que contienen PCBs y esencialmente libres de agua fueron mezclados con sodio metal y la mezcla se calentó a 130°C hasta que al análisis por cromatografía de gases dio menos de 2 ppm de PCBs. Este método utiliza unos 0, 03 g de sodio por ppm de PCB por cada galón de hidrocarburo tratado.

20 La patente US 4, 379, 746 describe otro proceso de eliminación de PCBs con sodio usando una dispersión de sodio de tamaño de partícula 1-10 ¡..tm en un rango de temperaturas de trabajo preferentemente entre 125 y 130°C.

La patente US 4, 465, 590 describe un proceso térmico similar de destrucción de PCBs en aceites con sodio líquido Para este proceso, la cantidad de sodio usada es de 0.01 g de Na por cada ppm de PCB por litro.

25 La patente US 4, 377, 471, describe un proceso basado en la utilización de agentes de TE que ofrece la posibilidad de alcanzar la eliminación de PCBs sin la necesidad de preformar un reactivo organosódico. Según los autores este método consiste en:

aceite, seleccionado entre benzofenona, benzofenonas alquiladas, naftaleno, naftalenos alquilados, bifenilo y bifenilos alquilados, y un disolvente complejante aprótico seleccionado de entre tetrahidrofurano, etilenglicol dimetil éter, dietilenglicol dimetil éter, etilenglicol dialquil éter oligomérico, dimetilformamida y hexametilfosforamida.

(2) continuar la agitación de la mezcla resultante hasta que el contenido de bifenilo policlorado de la mezcla se reduzca por debajo de 50 ppm.

Sin embargo, la gran mayoría de los procedimientos descritos en las patentes reportadas presentaba alguno de los siguientes problemas:

1. Los tiempos de reacción reportados con la adición directa de reactivos, son de entre 1 y 3 horas dependiendo del procedimiento específico usado.

2. El sodio metal, al reaccionar con el agua residual que pueda arrastrar el aceite mineral produce hidrógeno, aumentando el riesgo de explosión.

3. En relación a los agentes de TE, cuando se usa benzofenona, su cetilo (sal sódica del anión-radical) resultó ser completamente inerte frente a PCBs (50 ppm) en aceite mineral. El uso de naftaleno requiere una elevada proporción del reactivo preformado de TE (sodio-naftaleno) para la completa descloración. Los naftalenos alquilados o bifenilos a-hidrogenados proporcionan aniones radicales inestables que evolucionan hacia reactivos inertes ..

Existe pues la necesidad de proporcionar un procedimiento para la descloración de compuestos orgánicos policlorados en fluidos que solucione los problemas expuestos en el estado de la técnica.

Descripción de la invención La presente invención soluciona los problemas presentados en el estado de la técnica mediante un reactivo de TE que es un complejo soluble en hidrocarburos. Se trata de la sal de sodio del monoanión/dianión de un hidrocarburo aromático policíclico, siendo bifenilo el que proporcionó los mejores resultados, coordinado con etilenglicol dialquil éter oligomérico. Por la mera acción de añadir este reactivo, el aceite mineral contaminado es automáticamente desclorado por debajo de los límites de detección (cromatografía gas-líquido con detector de captura electrónica) a temperatura ambiente. Como resultado del proceso se genera cloruro de sodio, que es inofensivo y se puede eliminar fácilmente del aceite.... [Seguir leyendo]

1. Reactivo de transferencia electrónica que comprende un compuesto de fórmula general 1

NaxB

donde B es un hidrocaburo aromático policíclico,

x está comprendido entre 1 y 2.

caracterizado porque el compuesto de fórmula general 1 se encuentra coordinado con un agente quelante.

2. Reactivo de transferencia electrónica según la reivindicación 1 donde el hidrocarburo aromático policíclico es bifenilo.

3. Reactivo de transferencia electrónica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el agente quelante es un disolvente complejante del tipo etilenglicol dialquileter oligomérico.

4. Reactivo de transferencia electrónica según la reivindicación 3, donde el disolvente complejante de tipo etilenglicol dialquileter oligomérico es dietilenglicol dietileter.

5. Reactivo de transferencia electrónica según la reivindicación 3, donde el disolvente complejante de tipo etilenglicol dialquileter oligomérico es una mezcla 1:1 de dietilenglicol dietileter y dietilenglicol dibutileter.

6. Proceso de descloración de compuestos orgánicos policlorados en fluidos hidrocarbonados que comprende la adición al fluido de una solución preformada caracterizado porque comprende el reactivo de transferencia electrónica según cualquiera de las reivindicaciones 1-5.

7. Proceso de descloración según la reivindicación 6, caracterizado porque se realiza a temperatura ambiente, en atmósfera inerte y con agitación.

8. Proceso de descloración según cualquiera de las reivindicaciones 6-7, donde el material orgánico policlorado es algún bifenilo policlorado, terfenilo

policlorado, dibenzofurano policlorado, dibenzodioxina policlorada, o una mezcla de los anteriores.

9. Proceso de descloración según cualquiera de las reivindicaciones 6-8, donde el fluido es un aceite mineral.

1O. Uso de un reactivo de transferencia electrónica en fase homogénea según cualquiera de las reivindicaciones 1-5 para la descloración de un material orgánico policlorado en aceites minerales.