MXPA98004788A - Preparacion de soluciones acuosas de hidroxilamina libre - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una solución acuosa de hidroxilamina que se prepara por un proceso en el que la solución obtenida mediante el tratamiento de una sal de hidroxilamonio con una base se separa por destilación en una solución acuosa de hidroxilamina y una fracción de sales. El proceso novedoso se puede llevar a cabo en una forma sencilla y moderada y a escala industrial grande. Debido a la carga térmica baja, la concentración baja de la hidroxilamina y al tiempo de estancia corto en el proceso, se reduce al mínimo el riesgo de descomposición.

Description

PREPARACIÓN DE SOLUCIONES ACUOSAS DE HIDROXILAMINA LIBRE La presente invención se refiere a un proceso para la preparación de soluciones acuosas de hidroxilamina libre. La hidroxilamina es un intermediario importante para la industria quimica. Se requieren precauciones especiales en su manejo debido a que irrita los ojos, la piel y las membranas mucosas y puede causar alergias. En particular, no obstante, es térmicamente inestable, es decir, se descompone desde lenta hasta explosivamente, en especial en presencia de iones metálicos, en un medio básico y en concentración relativamente elevada. La hidroxilamina se produce a gran escala industrial como sal de hidroxilamonio, por lo común como sulfato de hidroxilamonio y también se utiliza como tal. No obstante, con frecuencia es necesario utilizar una solución acuosa altamente concentrada libre de sal de hidroxilamina libre. Para evitar los problemas antes mencionados y en particular la inestabilidad de la hidroxilamina, los expertos en la técnica han evitado el uso de los métodos tradicionales de la quimica a gran escala para concentrar sustancias destilables, por ejemplo, destilación, en la recuperación de soluciones de hidroxilamina libres de sal. La destilación de hidroxilamina, aún a escala de laboratorio, se dice que es una operación particularmente peligrosa, véase, Roth- eller: Gefáhrliche Chemische Rea tionen, Stoffinformationen Hydroxilamin, página 3, 1984, 2, Eco ed-Verlag. La destilación de hidroxilamina a escala industrial, por tanto, nunca ha sido considerada en publicaciones técnicas. En cambio, se han utilizado métodos especiales, aunque todos ellos tienen serias desventajas. Se han hecho intentos por aislar hidroxilamina libre a partir de soluciones acuosas de la sal con la ayuda de intercambiadores iónicos; véase, por ejemplo, US-A-4,147,623, EP-A-1787, EP-A-237052, y Z. Anorg. Ch. 288, 28-35 (1956) . Sin embargo, este proceso da origen solo a soluciones diluidas con rendimientos de espacio-tiempo bajos. Además, la hidroxilamina reacciona con muchos intercambiadores iónicos o se descompone con estos. Otro método comprende la electrodiálisis de una solución acuosa de la sal hidroxilamonio en celdas de electrólisis con membranas semi permeables, como se describe, por ejemplo, en DE-A-3347259, JP-A-123771, y JP-A-123772. No obstante, este proceso es técnicamente complicado y costoso y hasta la fecha no se ha establecido en la industria. La Patente DE-A-3528463 describe la preparación de hidroxilamina libre a partir de sulfato de hidroxilamonio mediante el tratamiento con óxido de calcic, óxido de estroncio u óxido de bario y la eliminación de los sulfatos de metales alcalinotérreos insolubles. En este método la eliminación de los sulfatos que se obtienen en formó finamente dividida presenta dificultades considerables. Además, solo se obtienen soluciones diluidas y, cuando se utiliza óxido de calcio o hidróxido de calcio, la hidroxilamina libre todavía contiene cantidades indeseablemente grandes de iones debido a la solubilidad relativamente buena del sulfato de calcio. Cuando se utilizan compuestos de estroncio y compuestos de bario, el precio relativamente elevado y especialmente la toxicidad son además desventajas con respecto a un proceso de producción industrial. DE-A-1247282 describe un proceso en el que se obtienen soluciones alcohólicas de hidroxilamina libre haciendo reaccionar sulfato de hidroxilamonio con amoniaco en alcohol como solvente y eliminando el sulfato de amonio. Un proceso semejante se describe en EP-A-108294. Sin embargo, las soluciones alcohólicas son poco convenientes e indeseables para múltiples aplicaciones. Por ejemplo, se deben tener precauciones especiales durante la manipulación de estas soluciones debido a su flamabilidad. Además, el alcohol que se utiliza debe, por regla general, ser recuperado mediante un procedimiento costoso, dado que está prohibida la descarga ce cantidades relativamente grandes de alcohol a las plantas de tratamiento de aguas residuales o los desagües. Por último, DE-A-3601803 describe un proceso para obtener soluciones acuosas de hidroxilamina libre, en el cual sulfato de hidroxilamonio se hace reaccionar con amoniaco en alcoholes inferiores, el sulfato de amonio precipitado se separa, se adiciona agua a la solución alcohólica de hidroxilamina libre y el alcohol se destila a partir de la solución asi obtenida. Las desventajas antes mencionadas para tratar con alcohol son aplicables a este proceso también. Además, debido a la inestabilidad de la hidroxilamina junto con la flamabilidad de los alcoholes, se requiere precaución especial en la etapa de destilación final. Común a todos los procesos de la técnica anterior es que estos no son adecuados para llevarse a cabo a escala industrial o dan origen a costos de seguridad adicionales muy elevados desde el punto de vista económico. Un objetivo de la presente invención es proporcionar un proceso para la preparación de soluciones acuosas de hidroxilamina libre que se puede llevar a cabo de manera sencilla y a una escala industrial. De manera sorprendente, hemos encontrado que este objetivo se logra si la hidroxilamina se libera por completo o por lo menos hasta un grado relativamente grande a partir de una sal de hidroxilamonio por medio de una base adecuada en la fase acuosa, y la solución obtenida se separa por destilación en ?na solución acuosa de hidroxilamina y una fracción de la sal. La presente invención, por tanto, se refiere a un proceso para a preparación de una solución acuosa de hidroxilamina libre, en donde: a) una sal de hidroxilamonio se trata con una base adecuada en agua, b) cualquiera de los componentes insolubles se separa a partir de la solución obtenida, c) la solución obtenida en la etapa (a) o la etapa (b) se separa por destilación en una fracción acuosa de hidroxilamina y una fracción de la sal, y d) si se desea, la solución acuosa de hidroxilamma obtenida se concentra en una columna de destilación separando el agua, la cual puede todavía contener algo de hidroxilamina, a través de la parte superior de esta columna. La etapa (a) del proceso novedoso se lleva a cabo en una forma convencional. Las sales de hidroxilamonio que se utilizan por lo común son sales de hidroxilamonio de ácidos minerales, por ejemplo, de ácido sulfúrico, ácido fosfórico o ácido clorhídrico, por lo común en solución acuosa. La sal de hidroxilamonio se hace reaccionar con una base inorgánica adecuada, por ejemplo, amoniaco, hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, o hidróxido de calcio, en solución acuosa, la cantidad de la base se elige de manera que la sal de hidroxilamonio sea convertida por completo o por lo menos parcialmente en hidroxilamina libre. Esto se puede llevar a cabo de manera continua o en lotes y desde aproximadamente 0 a 100°C. La solución acuosa resultante contiene hidroxilamina libre y la sal que se origina del catión base y el anión presente en la sal hidroxilamonio. Dependiendo del tipo y concentración de la sal hidro ilamonio, la base que se utiliza para liberar la hidroxilamina y la temperatura a la que se lleva a cabo la reacción, algo de la sal formada puede ser precipitada. Si es necesario, la solución puede también ser enfriada para precipitar una cantidad relativamente grande de la sal. Si están presentes tales componentes insolubles, es decir, precipitados de la sal, estos se separan ventajosamente en una forma convencional antes de la etapa (c) . Dependiendo de las condiciones del proceso, por ejemplo, con el uso de amoniaco como la base o el uso de hidróxido de sodio como la base y concentración relativamente baja de los reactivos, no se forma precipitado y la etapa (b) puede, por tanto, omitirse. La separación por destilación (etapa c) ) de la solución obtenida a partir de la etapa (a) o la etapa (b) en una solución de hidroxilamina acuosa y una fracción de la sal de preferencia se lleva a cabo con la ayuda de una columna de destilación. Esta se proporciona con un empaque convencional, por ejemplo, anillos de Raschig, anillos de Pall, elementos de silla, etc., y de preferencia tiene de 10 a 50 placas teóricas. La solución estabilizada, a la cual además, si se desea, se puede adicionar estabilizador si se requiere, es alimentada directamente a la parte superior de la columna (la parte superior del empaque) . En la columna de destilación la solución se separa en tal forma que la fracción de la sal se retira en la parte inferior de la columna y una solución acuosa de hidroxilamina por la parte superior. Para lograr esto, se prefiere tratar la solución pasando agua y/o vapor a contra corriente en la parce inferior de la columna. A una concentración de hidroxilamina desde 5 a 45% en peso en la solución de alimentación, la velocidad de flujo del agua o de] vapor en general es desde 1 a 8, en particular desde 1 a 5 veces la velocidad de la alimentación. La temperatura del vapor introducido es, en general, desde 80 a 180°C. La presión en la columna de destilación, es en general, desde 5 a 200 kPa (de 0.05 a 2 bar), de preferencia de 10 a 110 kPa (de 0.1 a 1.1 bar) . Se prefiere particularmente operar la columna de destilación a una presión relativamente elevada, es decir, desde 50 a 110 kPa (de 0.5 a 1.1 bar), en particular a la presión atmosférica.

Las temperaturas prevalecientes en la columna de destilación dependerán de la presión a la cual se opera la columna. Estas son, en general, de 30 a 130°C. La fracción acuosa de hidroxilamina (vapor o liquido) separada por la parte superior de la columna de destilación por lo común contiene 10-150 g de hidroxilamina/1 y, si se desea, puede ser concentrada en una columna de destilación (etapa d) ) . Por conveniencia se utiliza una columna empacada convencional que contenga los empaquetados antes mencionados. Se prefiere una columna que tenga de 4 a 20 placas teóricas. En general, la columna de destilación se opera de 1 a 200 kPa (de 0.01 a 2 bar), de preferencia de 5 a 120 kPa vde 0.05 a 1.2 bar,, particularmente de preferencia de 30 a 110 kPa (de 0.1 a 1.1 bar). A mayor concentración final propuesta de la hidroxilamina más moderada será la destilación (poca presión y baja temperatura) . La destilación se puede llevar a cabo de manera continua o en lotes . El agua que se separa por la parte superior de la columna de destilación puede ser reciclada como vapor de arrastre a la columna de destilación o se puede pasar como agua residual para el tratamiento de las aguas residuales. En una modalidad particularmente preferida, la destilación de la hidroxilamina a partir de la solución salina y la concentración parcial de la solución de hjdroxilamina se llevan a cabo en una sola columna, es decir, una columna de separación/destilación. El agua se destila por la parte superior y la solución concentrada de hidroxilamina se retira aproximadamente 1 a 3 placas sobre a alimentación de la solución de sales que contienen hidroxilamina a partir de la etapa (a) o la etapa (b) . La solución de sales es alimentada en aproximadamente la mitad de la columna (aproximadamente 10-30 placas teóricas sobre la parte inferior) . La fracción de sales libres de hidroxilamina se separa en la parte inferior de la columna. El número de placas teóricas de la columna de separación/destilación es, en general, desde 20 a 50 y la relación del reflujo se ajusta de manera que sea desde 0.5 a 3. De otra manera, la columna de separación/destilación se opera como se describe antes. En otra modalidad preferida, la separación de la hidroxilamina a partir de la solución de sales y la concentración parcial de la solución de hidroxilamina se lleva a cabo en la columna de separación/destilación anterior con una pared divisora insertada. Como ya se describió, el agua se destila por la parte superior y la fracción de sales libre de hidroxilamina se separa en la parte inferior. La solución de sa as que contiene hidroxilamina es alimentada en, como se describe, aproximadamente la mitad de la columna (aproximadamente 10-30 placas teóricas sobre la parte inferior) . A la altura de esta corriente de alimentación se instala una pared divisora en la columna sobre una altura desde 1 a 10, de preferencia de 1 a 5 placas teóricas, de manera que la columna se encuentre divida en el sentido vertical en dos secciones separadas, llevándose a cabo la alimentación aproximadamente en la parte media de la pared divisora. La solución enriquecida en hidroxilamina de esta manera se puede separar en forma libre de sales en la zona de la pared divisora, en el lado opuesto del punto de alimentación. La pared divisora separa el punto de separación del punto de alimentación. No obstante, concentraciones idénticas de hidroxilamina están presentes en ambos laao= de la pared divisora, pero la sal está presente en la solución sólo en el lado del punto de alimentación. La solución libre de sales enriquecida con hidroxilamina se puede separar dentro de la altura de la pared divisora, a la altura de la concentración máxima de hidroxilamina, de preferencia a la altura de la corriente de alimentación o, si se requiere, ligeramente abajo. De otra manera, la columna de separación/destilación que tiene una pared divisora se opera como se describe antes. — En un modo alternativo a la modalidad con una pared divisora, también es posible unir una columna lateral a la columna de separación/destilación descrita antes, en tal forma que esta columna lateral este conectada en el lado del gas y liquido, sobre y abajo de una o más placas a partir del punto de alimentación, a la columna de separación/destilación, y la solución más rica en hidroxilamina es separada por esta columna lateral y esta última se diseña de manera que se impida el paso de la solución que contiene sal en el punto de separación de la columna lateral. En otra modalidad, la separación destilativa de la solución de hidroxilamina que contiene sales en una solución acuosa de hidroxilamina libre de sales y una fracción de sales de acuerdo con la etapa (c) se lleva a cabo con la ayuda de un evaporador que opera bajo condiciones moderadas, poi ejemplo, un evaporador de pelicula delgada, efectuando la evaporación tanto como sea posible hasta la sal seca. La fracción de hidroxilamina se separa por la parte superior y una fracción de sales substancialmente libre de hidroxilamina por la parte inferior. La fracción de sales, si se requiere, se descarga por medio de un aparato mecánico adecuado, por ejemplo, 2 hélices contrarrotatorias, el evaporador mencionado, en general, se opera de 0 a 100°C y de 1 a 200 kPa (de 0.01 a 2 bar), de preferencia de 2 a 110 kPa (de 0.02 a 1.1 bar) . La fracción de hidroxilamina obtenida puede, s- se desea, ser concentrada en otra columna de destilación (etapa d) ) como ya se describió. Esto se puede efectuar de manera continua o en lotes. Para mantener muy bajo el riesgo de descomposición de la hidroxilamina, todas las soluciones que contienen hidroxilamina libre se estabilizan mediante la adición de un estabilizador contra la descomposición. Los estabilizadores adecuados son conocidos, por ejemplo, hidroxiquinaldinas, como 8-hidroxiquinaldina, flavonas, como morina, hidroxiquinolinas, como 8-hidroxiquinolina, hidroxiantraquinonas, como quinalisarina, los cuales se utilizan, si se desea, en combinación con polihidroxifenoles, como puede ser pirogalol. Otros estabilizadores adecuados son benzonitrilo, benzamidoxima, N-feniltiourea, N-hidroxitiourea, reductonas y/o reductonatos, por ejemplo 2, 3-didehidrohexano-l, -lactona, y sales de metales alcalinos del ácido etilendiamino tetra acético. La concentración de los estabilizadores, por conveniencia, es desde 5 x 10-*1 a 1, en particular desde 5 x 10"3 a 5 x 10"^, por ciento en peso, con base en la hidroxilamina libre. Los estabilizadores que han demostrado ser particularmente útiles son 8-hidroxiquinaldina y 8-hidroxiquinolina . El proceso novedoso tiene la ventaja de que se puede llevar a cabo en una forma sencilla y moderada. El uso de sustancias flamables se evita. La concentración de hidroxilamina es baja durante todo el proceso. Por ejemplo, la concentración es menor de 45% en peso en la solución obtenida de la etapa (a) o (b) y menos de 30%, en general, de 2 a 15% en peso en la columna de destilación o la columna de separación/destilación. Debido al modo de operación de la columna de separación o la columna de separación/destilación, el liquido retenido es minimo y el tiempo de estancia en el proceso es relativamente corto. Además, el modo de operación de la columna de separación o la columna de separación/destilación hace posible emplear presiones más elevadas, en particular presión atmosférica. Concentraciones de hidroxilamina superiores ocurren solo durante la concentración en la columna de destilación (etapa d) ) . La concentración de hidroxilamina de la solución en la etapa d) se puede ajustar como se desee, por ejemplo, en el rango de 30 a 70% en peso. Para reducir el riesgo de descomposición es posible introducir otro estabilizador en la solución que se va a destilar. Los aparatos necesarios para el proceso novedoso pueden ser producidos a partir de materiales no metálicos, como vidrio, cerámica y plásticos. De esta manera se impide la descomposición iniciada por iones metálicos. Sin embargo, de manera sorprendente se ha encontrado que los aparatos, por ejemplo, el o aporador de pelicula delgada, también se pueden producir a partir de materiales metálicos sin descomposición significativamente elevada de la hidroxilamina. Esto se debe a los tiempos de estancia cortos de la hidroxilamina en los aparatos. Debido al diseño del proceso sencillo pero al mismo tiempo seguro, solo un pequeño costo de capital es necesario para llevar a cabo el proceso novedoso a escala industrial. Además, el proceso novedoso se puede escalar casi como se desee. El proceso novedoso se ilustra además en relación con los diagramas de flujo que se muestran en las figuras 1 a 3 : en la etapa a) , un recipiente adecuado 12 se carga con la sal de hidroxilamonio o una solución de sal de hidroxiiamonio 3, la base 2 que se utiliza y un estabilizador 1 (véase las figuras 1 a 3) . Se obtiene una solución acuosa 4 que contiene hidroxilamina libre y la sal que se origina del catión base y el anión presente en la sal de hidroxilamonio. Si están presentes componentes insolubles en la solución 4, estos se separan en la etapa (b) con la ayuda de un aparato para filtración 13, se obtiene la sal 11 y una solución 4' (véase las figuras 1 y 2) . Si se requiere, entonces se adiciona otro estabilizador 1' a la solución 4 o 4'. La separación por destilación en una fracción acuosa de hidroxilamina y una fracción de sales entonces se lleva a cabo de acuerdo con la etapa (c) . De acuerdo con la figura 1, la separación por destilación se lleva a cabo en una columna de separación 14, introduciendo la solución 4 o 4' en la parte superior de la columna. Para este propósito, se hace pasar el vapor 10 en la parte inferior de la columna. La separación se efectúa en tal forma que en la parte inferior de la columna se separa la solución de sales 5 substancialmente libre de hidroxilamina, y una fracción acuosa de hidroxilamina libre de sales 6 (en forma de vapor o liquido) se separa por la parte superior. (Los intercambiadores de calor 15 no descritos con más detalle se proporcionan en cada una de las etapas (c) y (d) ) . De acuerdo con la figura 2, la solución 4' es alimentada a la columna de separación/destilación 16. La parte inferior de la columna consiste en una sección para la separación 16' y la parte superior de una sección para destilación 16". La solución 4' es alimentada entre estas dos secciones, es decir, en la parte superior de la sección de separación. La separación en la columna de separación/destilación 16 se efectúa en tal forma que la solución de sal substancialmente libre de hidroxilamina 5 se separa en la parte inferior de la columna y el agua substancialmente libre de hidroxilamina 9 a través de la parte superior. La solución de hidroxilamina libre de sales 6 se retira por una desviación lateral. De acuerdo con la figura 3, la separación destilativa (etapa c) ) de la solución 4 se efectúa por medio de un evaporador de pelicula delgada 17. La fracción de sales substancialmente libre de hidroxilamina resultante 11 se retira por la parte inferior y una solución de hidroxilamina sin sales 6 se obtiene por la parte superior. La solución de hidroxilamina 6 obtenida de la etapa (c) puede, si se desea, ser concentrada en una columna de destilación 18 (etapa d) ) . De manera ventajosa, otro estabilizador 1' (figuras 1 y 2) o 1' (figura 3) se adiciona antes de la destilación. La solución de hidroxilamina 6 es alimentada a una altura de apioxxmadamente un tercio del número de placas teóricas de a columna de destilación 18. En la destilación, el -agua substancialmente libre de hidroxilamina 7 se obtiene por la parte superior, y una solución de hidroxilamina 8 cuya concentración depende de las condiciones de la destilación se obtiene en la parte inferior. En los ejemplos siguientes, todas las soluciones que contienen hidroxilamina contienen 0.01% en peso, con base en la hidroxilamina libre, del estabilizador, por ejemplo, 8-hidroxiquino.Lina, a menos que se establezca de otro modo.

Ejemplo 1 Liberación de hidroxilamina a partir de sulfato de hidroxilamina con amoniaco. 538.3 g de sulfato de hidroxilamonio, 330 g de agua y 0.1 g de 8-hidroxiquinaldina como estabilizador se tomaron inicialmente en un recipiente de vidrio 31 con doble chaqueta y enfriado por agua que tenia un agitador. 446 g de solución de amoniaco al 25% de concentración fueron lentamente adicionados gota a gota a temperatura ambiente con agitación. Se obtuvo una solución transparente que contenia 16.4% en peso de hidroxilamina Ejemplo 2 Liberación ae hidroxilamina a partir de sulfato de hidroxilamonio con solución de„ hidróxido de sodio. 538.3 g de sulfato de hidroxilamonio, 920 g de agua y 0.1 g de 8-hidroxiquinaldina como estabilizador fueron inicialmente tomados en un recipiente de vidrio 31 con doble chaqueta y enfriado por agua que tenia un agitador. 1008 g de solución de hidróxido de sodio al 25% fueron lentamente adicionados gota a gota a la temperatura ambiente con agitación. Se obtuvo una solución transparente que contenia 8.4% en peso de hidroxilamina.

Ejemplo 3 Liberación de hidroxilamina a partir de sulfato de hidroxilamonio con solución de hidróxido de sodio y la eliminación posterior de los sólidos. 2204 g de sulfato de hidroxilamonio, 1660 g de agua y 0.5 g de 8-hidroxiquinaldina como estabilizador fueron inicialmente tomados en un recipiente de vidrio de 51 con doble chaqueta y enfriado por agua que tenia un agitador. 2149 g de una solución de hidróxido de sodio al 50% de concer tración fueron adicionados lentamente gota a gota a temperatura ambiente con agitación. El sólido precipitado entonces fue filtrado. 2229 g de la torta del filtro húmeda que consistía principalmente en sulfato de sodio hidratado con residuos de hidroxilamina fueron obtenidos. El filtrado (3780 g) contenia aproximadamente 220 g de hidroxilamina/1. Para aumentar el rendimiento, la torta de filtro fue lavada con solución de sulfato de hidroxilamonio y agua y la solución del lavado que contenia hidroxilamina se utilizó para otra síntesis. La torta del filtro entonces se disolvió en agua, se trato con soluciones de sales de hierro (III) y agentes oxidantes para destruir los residuos de hidroxilamina adherentes y fue alimentada para el tratamiento de aguas residuales.

Ejemplo 4 Obtención de una solución acuosa de hidroxilamina (HA) a partir de solución de hidroxilamina (HA) /sulfato de amonio (AS) utilizando una columna de separación. Una solución acuosa con un contenido de 218 g de HA/1 y 680 g de AS/1 fue adicionada a una velocidad de 300 ml/h a la placa más elevada de una columna de separación. La columna de separación de vidrio con una altura de 2 m y un diámetro de 35 mm fue llenada con anillos de Raschig, de vidrio de 3 mm sobre una altura de 1.8 m. 1000 ml/h de agua destilada fueron alimentados a la parte inferior de la columna, la columna estuvo a 40 kPa. La temperatura inferior fue de 84°C. 1000 ml/h de solución acuosa de HA libre de sales con un contenido de 39.0 g de I-lA/h, que corresponden a 59.6% de la corriente de alimentación de HA total, fueron destilados por la parte superior de la columna. 300 ml/h de solución de sulfato de amonio con un contenido de 86.0 g/1 de HA fueron retirados de la parte inferior de la columna. Esto corresponde a 39.4% de la HA total en la corriente de alimentación. La concentración de HA en la columna no fue más de 100 g/1. La cantidad de liquido en la columna fue 20-225 mi, dependiendo de la carga. El tiempo de estancia del liquido en la columna fue de esta manera solo 1.5- 10 min. A esta concentración baja y dentro del tiempo corto, la velocidad de descomposición es baja. Otros experimentos se mencionan en la tabla siguiente.

Tabla 1 Separación de una solución acuosa de HA a partir de una solución acuosa de HA/AS.

* Los residuos de la columna fueron calentados por medio de un termostato. ? El agua fue alimentada como vapor super calentado durante el calentamiento simultáneo de los residuos.

Ejemplo 5 Obtención de una so.'.ución acuosa de HA a partir de una solución acuosa de HA/Na2S0 utilizando una columna de separación. Una solución acuosa con un contenido de 273 g de HA/1 y 288 g de Na2S04/l fue adicionada a una velocidad de 202 ml/h a la placa más elevada de una columna de separación. La columna de separación de vidrio con una altura de 2 m y un diámetro de 35 mm fue llenada con anillos de Raschig de vidrio de 5 mm sobre una altura de 1.8 m. La columna estuvo a la presión atmosférica. 1760 ml/h de vapor super calentado se hicieron pasar en la parte inferior de la columna. 544 ml/h de solución de sulfato de sodio con un contenido de 6.8 g/1 de HA fueron tomados de la parte inferior de la columna. Esto corresponde a 6.7% de la HA total en la corriente de alimentación. 1519 ml/h de solución acuosa sin sales con un contenido de 34.2 g de HA/1, correspondientes a 94.2% de la HA total en la corriente de alimentación, fueron destilados por la parte superior de la columna. Otros experimentos comparables se mencionan en la tabla siguiente.

Tabla 2 Separación de una solución acuosa de HA a partir de una solución acuosa de HA/sulfato de sodio.

Ejemplo 6 Obtención de una solución acuosa de HA a partir de una solución acuosa de HA/sulfat.o de sodio utilizando una columna de separación/destilación. Una solución acuosa con un contenido de 221 g de HA/1 y 540 g de AS/1 fue adicionada a una velocidad de 202 ml/h a la onceava placa de una columna de vidrio con charola de burbuja con un diámetro de 35 mm una altura total de 1.6 m y 21 placas (la placa inferior = placa 1) . 1300 ml/h de vapor super calentado se alimentan a la parte inferior de la columna. La presión en la columna fue de 99 kPa. 180 ml/h de agua substancialmente libre de HA (0.6 g de HA/1) fueron tomados en la parte superior de la columna a una temperatura en la parte superior de 99.8°C y una relación del reflujo de 1:3 (reflujo: alimentación). La. solución acuosa de HA (solución del producto) fue tomada a una velocidad de 1180 ml/h y una concentración de 44 g/1 por la corriente lateral de la placa 12. 400 ml/h de solución de sales fueron tomados en la parte inferior de la columna. El perfil de la columna determinado experimentalmente se muestra en la tabla 3. La concentración de 389.5 g/1 de HA en el producto residual todavía fue relativamente elevado debido al hecho de que, por la ausencia de espacio, el número de placas de la columna en la sección de separación fue demasiado pequeño. Además, el punto de derivación de la corriente lateral y la relación del reflujo todavía no hablan sido optimizados.

Tabla 3 Perfil de la concentración de HA en g de HA/1 en la columna de separación/ destilación con derivación lateral.

Ejemplo 7 Obtención de una solución acuosa de hidroxilamina a partir de una solución de hidroxilamina/sulfato de sodio por destilación en un evaporador de pelicula delgada. 1193 g de filtrado obtenido en el ejemplo 3 se dosificaron lentamente a la parte superior de un evaporador de vidrio de pelicula delgada (longitud 1 m, diámetro 10 cm) con cuchillas limpiadoras de teflón, rotatorias. El evaporador de pelicula delgada fue operado a 50-60°C y 25-40 mbar. 7144 g del destilado, con un contenido aproximado de 25% en peso de hidroxilamina, fue destilado. El destilado obtenido era libre de sales. El producto residual del evaporador de pelicula delgada (448 g) consistió esencialmente de sulfato de sodio con residuos de hidroxilamina y agua. Para aumentar, el rendimiento, los residuos de hidroxilamina que se adhieren al producto residual fueron lavados por medio de agua y reutilizados adicionándolos nuevamente al evaporador de pelicula delgada o reciclados a la etapa de síntesis. El producto residual se disolvió en agua, se trato con soluciones de sales de hierro (III) y agente oxidantes para destruir cualquier traza remanente de hidroxilamina y fue alimentado para tratamiento de las aguas residuales.

Ejemplo 8 Concentración de soluciones acuosas de hidroxilamina libres de sales por destilación.

En una columna de destilación de vidrio llena con anillos de Raschig (altura del empacamiento 80 cm, diámetro interno 4.5 cm) y con divisor para reflujo (relación de reflujo: descarga 2.1), 30 mg de 8-hidroxiquinaldina como estabilizador, fueron adicionados a 630 g del destilado obtenido del ejemplo 7, y la mezcla inicialmente se tomo en los residuos y fue concentrada por destilación a una temperatura inferior de 40°C y a una presión de 25-40 mbar. El destilado (368 g) contenia solo 5 g de hidroxilamina/1 y se pudo reciclar a la síntesis o, por ejemplo, a la evaporación de pelicula delgada. La solución de hidroxilamina (254 g) remanentes en los residuos contenia 139.5 g de hidroxilamina y 114.5 g de agua, correspondientes a una concentración de hidroxilamina de 55% en peso.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Un proceso para la preparación de una solución acuosa de hidroxilamina libre, en donde: a) una sal de hidroxilamonio se trata con una base adecuada en agua, b) cualquiera de los componentes insolubles son separados de la solución obtenida, c) la solución obtenida en la etapa (a) o la etapa (b) se separa en una fracción acuosa de hidroxilamina y una fracción de sales pasando agua o vapor a contra corriente en la parte "inferior de la columna y con la ayuda de una columna de separación a una temperatura de > 80°C, y d) si se desea, la solución acuosa de hidroxilamina obtenida se concentra por destilación.

2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la solución acuosa de hidroxilamina se deriva en o sobre la placa de alimentación de la columna de separación.

3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde la columna de separación se opera de 5 a 300, de preferencia de 50 a 150 kPa.

4. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la columna de destilación se opera de 10 a 150, de preferencia de 20 a 60 kPa, en la etapa (d) .

5. El proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, en donde la separación de la hidroxilamina libre a partir de la solución de sales y la concentración de la solución de hidroxilamina se llevan a cabo en una columna de separación/destilación, la solución de hidroxilamina concentrada se separa desde 0 a 5 placas sobre la corriente de alimentación de la solución de sales a partir de la etapa (a) o la etapa (b) y el agua se deriva por la parte superior de la fracción de sales en la parte inferior de la columna.

6. El proceso de acuerdo con la reivindicación 5, en donde se utiliza una columna de separación/destilación en la cual se introduce una pared divisora vertical a la altura del punto de alimentación de manera que el lado de la corriente de alimentación portadora de sales se separa por la pared divisora desde el punto de separación opuesto para la solución rica en hidroxilamina, libre de sales.

7. El proceso de acuerdo con la reivindicación 6, en donde la pared divisora vertical se extiende sobre una altura de aproximadamente 1 a 5 placas teóricas y la corriente de alimentación se encuentra en la región de la mitad de la altura de la pared divisora.

8. El proceso de acuerdo con la reivindicación 5, en donde la columna lateral se une a la columna de separación/destilación y la solución rica en hidroxilamina, libre de sales se retira por esta columna lateral.

9. El proceso de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la columna lateral esta conectada en el lado del gas y liquido, sobre una o más placas y abajo de una o más placas a partir del punto de alimentación, a la columna de separación/destilación y esta diseñada de manera que se omite el paso de la solución que contiene sales en el punto de separación de la columna lateral.

10. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1 a 9, en donde el agua o el vapor derivado por la parte superior en la columna de separación/destilación en la etapa (c) o en la columna de destilación en la etapa (d) se vuelve a alimentar por completo o en parte en la parte inferior de la columna de separación.

11. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde se adiciona un estabilizador contra la descomposición a todas las soluciones que contienen hidroxilamina libre.