ES2969008T3 - Procedimiento de producción de una solución de carbamato de amonio - Google Patents
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Abstract
Se proporciona un método para producir una solución de carbamato de amonio. El método comprende hacer reaccionar hidróxido de amonio con bicarbonato de sodio. El método evita las complicaciones del uso de dióxido de carbono y puede realizarse con equipo estándar. La solución resultante de carbamato de amonio se puede utilizar para formar un biocida mezclándola con un oxidante de hipoclorito. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Procedimiento de producción de una solución de carbamato de amonio
Descripción
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un procedimiento para producir una solución de carbamato de amonio.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Se conocen varias técnicas para producir carbamato de amonio sólido.
El documento US1969516A1 describe un procedimiento de producción de un carbamato de metal alcalino en el que un bicarbonato de metal alcalino se somete a tratamiento con amoníaco líquido anhidro o una solución acuosa de amoníaco a una temperatura superior a 50 °C.
El documento SU1248954A1 describe un procedimiento para producir carbamato de potasio en el que el bicarbonato de potasio se hace reaccionar con amoníaco entre 70 y 150 °C.
El documento US6914157B2 describe un procedimiento para obtener una solución de carbamato de amonio a partir de una mezcla gaseosa que contiene NH3, H2O and CO2.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
La presente invención pretende proporcionar un procedimiento para producir una solución de carbamato de amonio.
Por lo tanto, de acuerdo con una realización preferida de la presente invención, se proporciona un procedimiento para producir una solución de carbamato de amonio que incluye: proporcionar una solución acuosa de hidróxido de amonio; proporcionar una suspensión acuosa de bicarbonato de sodio; añadir la mezcla de la solución de hidróxido de amonio a la suspensión acuosa de bicarbonato de sodio para producir la solución de carbamato de amonio; en el que una relación molar del hidróxido de amonio con respecto al bicarbonato de sodio es 2:1. Preferiblemente, la solución de hidróxido de amonio tiene una concentración de alrededor del 25-28 % (como amoníaco).
La solución de hidróxido de amonio se añade a una suspensión acuosa de bicarbonato de sodio. En una realización, la suspensión incluye además carbamato de amonio. Preferentemente, la relación en peso entre el carbamato de amonio y el bicarbonato de sodio antes de añadir el hidróxido de amonio es de 1:10 a 1:1, más preferentemente de 1:2,5 a 1:1,5.
En una realización preferida, el carbamato de amonio no cristaliza a partir de la solución de carbamato de amonio cuando se almacena a 0 °C. En otra realización preferida, el carbamato de amonio no cristaliza de la solución de carbamato de amonio cuando se almacena a -5 °C. En otra realización preferida, el carbamato de amonio no cristaliza de la solución de carbamato de amonio cuando se almacena a -10 °C.
Preferiblemente, el procedimiento incluye además la monitorización de la conductividad de la solución de carbamato de amonio durante el mezclado. En una realización preferida, el procedimiento incluye además el control de la temperatura de la solución de carbamato de amonio durante la mezcla. Preferentemente, el procedimiento incluye además el control del pH de la solución de carbamato de amonio durante la mezcla.
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, la concentración de la solución de carbamato de amonio al final de la mezcla es de aproximadamente del 15 % a aproximadamente el 25 %, preferiblemente aproximadamente el 20 %. Preferiblemente, el pH de la solución de carbamato de amonio al final de la mezcla es de al menos 10,0, más preferiblemente de al menos 10,4, y lo más preferiblemente de al menos 10,68. De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, la conductividad de la solución de carbamato de amonio al final de la mezcla está entre aproximadamente 70 y aproximadamente 130 mS/cm, más preferiblemente entre aproximadamente 80 y aproximadamente 120 mS/cm, y más preferiblemente entre aproximadamente 90 y aproximadamente 110 mS/cm.
Preferiblemente, el procedimiento incluye además la producción de un biocida mezclando la solución de carbamato de amonio con una solución de un oxidante hipoclorito. De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, el oxidante hipoclorito es hipoclorito de sodio. Preferiblemente, la solución de un oxidante hipoclorito tiene una concentración de aproximadamente 1000 a aproximadamente 20.000 ppm, más preferiblemente de aproximadamente 3000 a aproximadamente 10.000 ppm, y más preferiblemente de aproximadamente 3500 a aproximadamente 7000 ppm.
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, la mezcla de la solución de carbamato de amonio con la solución de un oxidante hipoclorito incluye: diluir la solución de carbamato de amonio con agua o con una porción de la solución de un oxidante hipoclorito para formar una dilución de carbamato de amonio; y añadir la porción restante de la solución de un oxidante hipoclorito a la dilución de carbamato de amonio. Preferiblemente, la dilución de carbamato de amonio tiene una concentración de carbamato de amonio de aproximadamente 1.000 a aproximadamente 50.000 ppm, más preferiblemente de aproximadamente 12.000 a aproximadamente 30.000 ppm. De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, el procedimiento incluye además la monitorización de la conductividad del biocida durante la adición.
BREVE DESCRIPCIÓN DEL DIBUJO
La presente invención se entenderá y apreciará más completamente a partir de la siguiente descripción detallada, tomada en conjunción con los dibujos, en los que:
La figura 1 es un gráfico que muestra el cambio en la conductividad, pH y temperatura durante la producción de carbamato de amonio de acuerdo con una realización de la presente invención;
La figura 2 es un gráfico que muestra el cambio en la conductividad y el pH durante la producción de carbamato de amonio de acuerdo con una realización de la presente invención;
La figura 3 es un gráfico que muestra el cambio en la conductividad y el pH durante la producción de carbamato de amonio de acuerdo con una realización de la presente invención;
La figura 4 es un gráfico que muestra el cambio en la conductividad, pH y temperatura durante la producción de carbamato de amonio de acuerdo con una realización de la presente invención;
La figura 5 es un gráfico que muestra el cambio en la conductividad, pH y temperatura durante la producción de carbamato de amonio de acuerdo con una realización de la presente invención;
La figura 6 es un gráfico que muestra el cambio en la conductividad y temperatura durante la producción de carbamato de amonio de acuerdo con una realización de la presente invención;
La figura 7 es un gráfico que muestra el cambio en la conductividad, pH y temperatura durante la producción de carbamato de amonio de acuerdo con una realización de la presente invención;
La figura 8 es un gráfico que muestra el cambio en la conductividad durante la producción de un biocida y los resultados de las pruebas de eliminación de microorganismos utilizando el biocida; y
La figura 9 es un gráfico que muestra el cambio en la conductividad y temperatura durante la producción de carbamato de amonio de acuerdo con realizaciones de la presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La producción de carbamato de amonio se ha llevado a cabo durante muchas décadas mediante la reacción de amoníaco con dióxido de carbono:
CO<2>(g) 2NH<3>(g) ^ NH<2>COONH<4>(s)
Véase, por ejemplo, Janecke, E. Z. Elektrochem. 1929, 35(9); y Janecke y Rahljs, Z. Elektrochem. 1932, 38(1). El interés por este sistema surgió del uso del carbamato de amonio como material de partida para la preparación de urea, y del empleo de la reacción para capturar el CO<2>emitido en procedimientos industriales. Se ha dedicado mucho trabajo a definir las mejores condiciones para producir un producto sólido de carbamato de amonio que pueda eliminarse del sistema y permita la captura continua de CO<2>. Véase, por ejemplo, Sutter et al., Chemical Engineering Science 2015, 133:170-180.
El carbamato de amonio también es útil en la preparación del biocida NAC por reacción con hipoclorito de sodio. Ver los documentos US 7.837.883 y US 9.801.384. En esas publicaciones, la producción del biocida implica la reacción del hipoclorito de sodio con una solución de carbamato de amonio formada por disolución de carbamato de amonio sólido en una solución alcalina. A principios de 2019, se produjo una interrupción en la producción y el suministro de carbamato de amonio sólido, la única forma de carbamato de amonio disponible en cantidades comerciales. Para continuar con la producción del biocida, fue necesario encontrar una nueva forma de producir carbamato de amonio.
Basándose en la vasta literatura disponible, el único procedimiento para producir carbamato de amonio consistiría en hacer reaccionar CO<2>(gas o líquido) con NH<3>(gas o líquido) en agua. Sin embargo, el uso de CO<2>requiere unas condiciones específicas de reacción y control que obligarían a modificar los reactores existentes utilizados para fabricar una solución a partir de carbamato de amonio sólido, y que supondrían un retraso inaceptable en la producción. Además, dado que el uso final del carbamato de amonio es como solución para la producción in situ de un biocida, sería más sencillo producir el carbamato de amonio como solución, en lugar de como producto sólido que luego habría que disolver.
De acuerdo con una primera realización de la presente invención, se proporciona un procedimiento para producir una solución de carbamato de amonio que comprende reaccionar hidróxido de amonio (amoníaco acuoso) con bicarbonato de sodio. Estos dos materiales de partida reaccionan según la reacción siguiente:
NaHCO<a>(suspensión ac.) 2NH4OH (ac) ^ NH<2>COONH<4>(ac) NaOH (ac) 2H<2>O (1)
La reacción se produce en dos etapas, la primera de las cuales es una etapa de intercambio iónico:
NaHCO<3>(suspensión ac.) NH<4>OH (ac) ^ NH<4>HCO<3>(suspensión ac.) NaOH (ac) (2)
NH<4>HCO<3>(ac) NH<4>OH (ac) ^ NH<2>COONH<4>(ac) 2H<2>O (3)
El uso de bicarbonato sódico en lugar de dióxido de carbono simplifica la reacción y permite llevarla a cabo con equipos estándar.
El bicarbonato de sodio puede ser cualquier bicarbonato de sodio comercialmente disponible. Preferiblemente, el bicarbonato sódico tiene una pureza de al menos el 95 %, preferiblemente de al menos el 98 %, y más preferiblemente de al menos el 99 %. El hidróxido de amonio puede ser cualquier solución comercial de hidróxido de amonio (amoníaco acuoso). La concentración de la solución de hidróxido de amonio puede ser de aproximadamente 15 a aproximadamente 30 % (base de amoníaco), preferiblemente una solución que tenga una concentración de aproximadamente 25 a aproximadamente 30 % de amoníaco, más preferiblemente una solución que tenga una concentración de aproximadamente 25 a aproximadamente 28 % de amoníaco. El agua utilizada para preparar la suspensión de bicarbonato sódico o diluir el hidróxido de amonio es preferiblemente agua ablandada con un nivel de iones calcio inferior al límite de detección.
La reacción se lleva a cabo preferentemente de manera que la concentración final de la solución de carbamato de amonio sea de aproximadamente 15 a aproximadamente 25 %, preferentemente aproximadamente 20 %, tal como aproximadamente 18 %, aproximadamente 19 %, aproximadamente 20 %, aproximadamente 21 % o aproximadamente 22 % de carbamato de amonio. El pH final de la solución de carbamato de amonio es preferiblemente de al menos 10,0, más preferiblemente de al menos 10,4 y más preferiblemente de al menos 10,68. El pH es preferiblemente no superior a 12,5, más preferiblemente no superior a 12,0 y más preferiblemente no superior a 11,5. La conductividad final de la solución de carbamato de amonio es preferiblemente de unos 70 a unos 130 mS/cm, más preferiblemente de unos 80 a unos 120 mS/cm, y más preferiblemente de unos 90 a unos 110 mS/cm, como por ejemplo de unos 98 a unos 110 mS/cm.
El término "aproximadamente", cuando precede a un valor numérico a lo largo de esta memoria descriptiva, se refiere a un rango que es un 10 % más o menos del valor.
Se produce una suspensión de bicarbonato de sodio en agua y se añade a la suspensión una solución de hidróxido de amonio en agua. En una realización preferida, la solución de hidróxido de amonio se añade gota a gota a la suspensión. A medida que la reacción avanza, la suspensión blanca se vuelve transparente, ya que el bicarbonato de sodio reacciona para formar bicarbonato de amonio, que también es poco soluble, y carbamato de amonio soluble. El procedimiento da como resultado una solución clara idéntica a la solución formada previamente disolviendo carbamato de amonio sólido y utilizada como material de partida para fabricar el biocida NAC.
De la ecuación 1 anterior se desprende que el bicarbonato sódico y el hidróxido amónico deben añadirse en una proporción molar 1:2. Sin embargo, debido a la tendencia de la solución de hidróxido de amonio a perder amoníaco, no se conoce su concentración exacta, por lo que es conveniente controlar la reacción. En los procedimientos de la técnica anterior que implicaban la reacción de dióxido de carbono y amoníaco, se estudiaron los efectos de la temperatura y la presión en la cinética y el equilibrio de la reacción.
La conductividad alcanza un máximo en el punto medio de la reacción. Además, una vez que la solución de reacción es transparente, todo el bicarbonato sódico ha reaccionado. La temperatura también indica el punto medio de la reacción. La Reacción (2) anterior es exotérmica, mientras que la Reacción (3) es endotérmica. Así, cuando el hidróxido de amonio es el reactante limitante, la Reacción (2) tiene lugar primero haciendo que la temperatura aumente, y una vez completada la Reacción (2) comienza la Reacción (3), haciendo que la temperatura disminuya.
Se ha observado que la cristalización del carbamato de amonio se produce en una solución al 20 % de carbamato de amonio a temperaturas de 0 °C o inferiores. Se cree que la cristalización aumenta por la presencia de iones de sodio en la solución, ya sea a partir de hidróxido de sodio añadido a una solución preparada a partir de carbamato de amonio sólido o a partir de bicarbonato de sodio utilizado de acuerdo con la presente invención. Los cristales precipitados vuelven a disolverse cuando la temperatura de la solución supera los 0 °C.
En una realización de la presente invención, se prepara una solución de carbamato de amonio a partir de una mezcla de carbamato de amonio sólido y bicarbonato de sodio sólido. Se forma una suspensión con la mezcla y se le añade hidróxido de amonio. La relación en peso entre el carbamato de amonio y el bicarbonato de sodio puede ser de 1:10 a 1:1, tal como, por ejemplo, de 1:7 a 1:1,5, más particularmente de 1:2,5 a 1:1,5.
La solución resultante de carbamato de amonio tiene un menor contenido de sodio, ya que se necesitó menos bicarbonato de sodio para lograr la misma concentración de carbamato de amonio. Como resultado, la solución así formada es estable a temperaturas tan bajas como 0 °C, preferentemente temperaturas tan bajas como -3 °C, tan bajas como -5 °C, tan bajas como -7 °C o tan bajas como -10 °C. El pH final de la solución es el mismo que el de la solución formada a partir de una suspensión de bicarbonato sódico únicamente. La conductividad final de la solución es superior a la formada a partir de una suspensión de sólo bicarbonato sódico, normalmente entre 110 y 130 mS/cm, más preferiblemente entre 115 y 125 mS/cm
La solución de carbamato de amonio producida por el procedimiento aquí descrito puede utilizarse directamente en la producción de un biocida. El biocida se produce haciendo reaccionar la solución de carbamato de amonio con una solución de un oxidante hipoclorito. El oxidante hipoclorito puede ser cualquier oxidante hipoclorito, como la sal hipoclorito de un metal alcalino o alcalinotérreo. Preferiblemente, la sal de hipoclorito es hipoclorito sódico, hipoclorito potásico o hipoclorito cálcico. Lo más preferible es que la sal de hipoclorito sea hipoclorito sódico.
La concentración de la solución oxidante de hipoclorito es preferiblemente de aproximadamente 1000 a aproximadamente 20.000 ppm. Más preferiblemente, la concentración de la solución de hipoclorito es de aproximadamente 3000 a aproximadamente 10.000 ppm. Más preferiblemente, la concentración de la solución de hipoclorito es de aproximadamente 3500 a aproximadamente 7000 ppm, tal como 5000 ppm.
Para preparar un biocida, una parte de la solución de carbamato de amonio se diluye con agua o con la solución de hipoclorito para formar una dilución de carbamato de amonio. La concentración del carbamato de amonio en la dilución de carbamato de amonio es preferiblemente de aproximadamente 1.000 a aproximadamente 50.000 ppm, más preferiblemente, de aproximadamente 12.000 a aproximadamente 30.000 ppm.
A continuación, se mezcla la solución de oxidante de hipoclorito con la dilución de carbamato de amonio. Preferiblemente, la conductividad se controla durante la producción del biocida. La conductividad muestra un mínimo local durante la adición de porciones de la solución oxidante de hipoclorito seguido de un máximo local. Preferiblemente, la adición de oxidante hipoclorito se interrumpe cuando se observa el máximo local.
EJEMPLOS
Ejemplo 1 - Procedimiento A - no de acuerdo con la invención
Se colocaron 76 ml de una solución de hidróxido de amonio al 28 % (densidad 0,893 g/ml, Merck, analíticamente pura) en un recipiente de reacción. Se añadieron 42 g de bicarbonato sódico (Sigma, grado técnico) en porciones con una cuchara. Durante toda la reacción se midieron la conductividad, el pH y la temperatura. Los resultados se muestran en la figura 1. Se obtuvo una solución clara con una concentración aproximada del 20 % de carbamato de amonio. El pH final fue de 10,93 y la conductividad final de 101,5 mS/cm.
Ejemplo 2 - Procedimiento B
Se formó una suspensión suspendiendo 16 g de bicarbonato sódico en 33,3 g de agua. Se añadió gota a gota una solución de hidróxido de amonio (28%, densidad 0,893 g/ml). La conductividad y el pH se midieron tras la adición de cada 1-2 ml. Se añadieron 30 ml de hidróxido de amonio, obteniéndose una solución clara. Los resultados se muestran en la figura 2. Al final de la reacción, se añadieron otros 25 g de agua para obtener una solución al 20 % de carbamato de amonio. El pH final fue de 10,61 y la conductividad final de 107,2 mS/cm.
Ejemplo 3 - Procedimiento B
Se formó una suspensión suspendiendo 20 g de bicarbonato sódico en 50,4 ml de agua. Se añadió gota a gota una solución de hidróxido de amonio (28%, densidad 0,893 g/ml). La conductividad y el pH se midieron tras la adición de cada 1-2 ml. Se añadieron 34 ml de hidróxido de amonio, obteniéndose una solución clara. Los resultados se muestran en la figura 3. El pH final fue de 10,76 y la conductividad final de 109,2 mS/cm.
Ejemplo 4 - Procedimiento B
Se formó una suspensión suspendiendo 42 g de bicarbonato sódico en 90 g de agua. Se añadió gota a gota una solución de hidróxido de amonio (28%, densidad 0,893 g/ml). La conductividad, el pH y la temperatura se midieron tras la adición de cada 2-4 ml. Se añadieron 80 ml de hidróxido de amonio, obteniéndose una solución clara. Los resultados se muestran en la figura 4. El pH final fue de 10,89 y la conductividad final de 99,6 mS/cm.
Ejemplo 5 - Procedimiento B, escala piloto
Se formó una suspensión suspendiendo 150 kg de bicarbonato sódico (Sigma, calidad alimentaria) en 212 kg de agua. Se añadió una solución de hidróxido de amonio a unos 6,5 L/min. El pH, la temperatura y la conductividad se midieron cada minuto. Aunque el máximo de conductividad esperado que indica el punto medio debería haberse producido tras la adición de unos 135 L de hidróxido de amonio, este punto se observó mucho más tarde. El análisis de la solución de hidróxido de amonio mostró que el contenido de amoníaco era sólo de un 15 % aproximadamente. Esto se debe a la tendencia de las soluciones de hidróxido de amonio a perder amoníaco y pone de manifiesto la necesidad de controlar la reacción. Esto también demuestra que se puede utilizar cualquier concentración de hidróxido de amonio siempre que se conozca la concentración nominal. Se añadieron 434 L de hidróxido de amonio, obteniéndose una solución clara. Los resultados se muestran en la figura 5. El pH final fue de 10,36 y la conductividad final de 102,1 mS/cm.
Ejemplo 6 - Procedimiento B, escala piloto
Se formó una suspensión suspendiendo 150 kg de bicarbonato sódico en 321 kg de agua. Se añadió una solución de hidróxido de amonio (25 %, densidad 0,9 g/ml) a unos 4 L/min. La conductividad y la temperatura se midieron cada minuto. Se añadieron 279 L de hidróxido de amonio, obteniéndose una solución clara. Los resultados se muestran en la figura 6. La conductividad final fue de 98,3 mS/cm.
Ejemplo 7 - Procedimiento B, producción de biocida
Se formó una suspensión suspendiendo 42 g de bicarbonato sódico en 90 g de agua. Se añadió gota a gota una solución de hidróxido de amonio (25%, densidad 0,9 g/ml). La conductividad, el pH y la temperatura se midieron tras la adición de cada 2 ml. Se añadieron 94 ml de hidróxido de amonio, obteniéndose una solución clara. Los resultados se muestran en la figura 7. La solución resultante tenía una concentración aproximada del 19 % de carbamato de amonio. El pH final fue de 10,92 y la conductividad final de 98,0 mS/cm.
Se produjo un biocida diluyendo 2,6 ml de la solución de carbamato de amonio producida anteriormente en 30 ml de una solución de hipoclorito de sodio de 5000 ppm, y añadiendo hipoclorito de sodio en porciones de 10 ml. Se midió la conductividad en cada etapa. En varios puntos, se tomó una muestra del biocida y se utilizó a una concentración de 0,7 ppm en una prueba de eliminación deE. coli.Los resultados se muestran en la figura 8.
La conductividad muestra un valor mínimo seguido de un máximo. Esto está en consonancia con lo descrito en la solicitud de patente provisional estadounidense de cotitularidad n.° 62/869.273, presentada el 1 de julio de 2019, cuyo contenido se incorpora por referencia en el presente documento en su totalidad. Como al principio de la preparación del biocida la sal de amonio está en exceso, la concentración de biocida es igual a la concentración de hipoclorito. A medida que se añade más hipoclorito, disminuye la cantidad de amonio en exceso. En cada una de las series de pruebas, hay una concentración constante de biocida, mientras que sólo cambia la cantidad de amoníaco en exceso. En todas las pruebas, a medida que disminuye la cantidad de amoníaco en exceso aumenta la eficacia del biocida sin cambiar la concentración de biocida. Esto demuestra, contrariamente a lo que se creía anteriormente, que el exceso de amoníaco es perjudicial para la actividad biocida.
Ejemplo 8 - Procedimiento B, con adición de carbamato de amonio sólido
Se formaron tres soluciones de carbamato de amonio a partir de una suspensión de carbamato de amonio y bicarbonato de sodio a la que se añadió hidróxido de amonio (25-30%) gota a gota (Muestras 2, 3 y 4) hasta que se formó una solución clara. También se prepararon un control formado por disolución de carbamato de amonio sólido (Muestra 1) y un control formado según el procedimiento B anterior (Muestra 5). Las concentraciones de los materiales de partida se indican en la Tabla 1.
Tabla 1: Materiales de partida para soluciones de carbamato de amonio
Se midió el pH final y la conductividad de cada solución. Los resultados se establecen en la tabla 2. Se colocaron muestras de cada solución en un baño circulante de propilenglicol/agua que se mantuvo a temperatura constante durante varios días. Se observó visualmente la cristalización y los resultados se muestran en la Tabla 2. Las muestras cristalizadas se sacaron del baño frío y se colocaron a temperatura ambiente. Las muestras cristalizadas volvieron a disolverse al calentarlas a temperatura ambiente. Estos resultados muestran que la adición de carbamato de amonio a la suspensión de partida da lugar a una solución estable a una temperatura inferior a la solución formada únicamente a partir de bicarbonato de sodio e hidróxido de amonio.
Tabla 2:
Se formaron soluciones a escala de lote según las proporciones de las Muestras 3 y 4. Las cantidades de materiales de partida se indican en la Tabla 3. Las pruebas de cristalización se realizaron colocando las soluciones en un estante fuera del laboratorio durante el invierno a lo largo de varias semanas. Las soluciones se colocaron en el estante al final de cada jornada de trabajo y se dejaron toda la noche. Por la mañana, se observó visualmente la cristalización y se registró la temperatura más baja medida durante la noche. Las muestras que cristalizaron se volvieron a disolver a temperatura ambiente en el laboratorio y se devolvieron al estante exterior al final de la jornada de trabajo. Los resultados se resumen en la tabla 4.
Tabla 3: Materiales de partida para soluciones de carbamato de amonio a escala discontinua
Tabla 4: Resultados de la cristalización en exteriores
No se tuvieron en cuenta los efectos de las temperaturas desiguales dentro de la gradilla ni la contribución de la agitación de las muestras a la cristalización. Sin embargo, se demuestra el patrón general que muestra la disminución de la temperatura de cristalización mediante la adición de carbamato de amonio.
Ejemplo 9 - Procedimiento B, comparación
Se preparó una suspensión a partir de 42 g de bicarbonato sódico en 82,44 g de agua (suspensión A), similar a la Muestra 5 del Ejemplo 8 anterior. Se preparó una segunda suspensión a partir de 15,6 g de carbamato amónico y 25,2 g de bicarbonato sódico en 113,86 g de agua (lechada B), similar a la Muestra 4 del Ejemplo 8 anterior. A cada una de las lechadas se añadió hidróxido de amonio (25-30%) hasta que la solución fue clara, y se midieron el pH, la conductividad y la temperatura después de cada adición de 10 ml de hidróxido de amonio. Las mediciones del pH de los dos lodos fueron sustancialmente idénticas. Los resultados de conductividad y temperatura se muestran en la figura 9. La conductividad de la suspensión B muestra el mismo patrón que la suspensión A, con un máximo en el punto medio. La conductividad de la solución resultante (126,3 mS/cm) es ligeramente superior a la de la solución resultante de la suspensión A (108,7 mS/cm). El aumento de temperatura en la primera mitad de la reacción también se observa en la suspensión B, aunque el cambio de temperatura es menor ya que hay menos bicarbonato sódico para reaccionar que en la suspensión A. Esto demuestra que la adición de carbamato amónico a la suspensión de partida no afecta negativamente a la capacidad de controlar la reacción utilizando la conductividad y la temperatura.
Claims (13)
1. Un procedimiento de producción de una solución de carbamato de amonio que comprende:
proporcionar una solución acuosa de hidróxido de amonio;
proporcionar una suspensión acuosa de bicarbonato sódico; y
añadir dicha solución de hidróxido de amonio a dicha suspensión acuosa de bicarbonato de sodio y mezclar para producir dicha solución de carbamato de amonio;
en el que la relación molar entre dicho hidróxido de amonio y dicho bicarbonato sódico es de 2:1.
2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha solución de hidróxido de amonio tiene una concentración del 25-28 % (como amoníaco).
3. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha suspensión comprende adicionalmente carbamato de amonio
4. El procedimiento según la reivindicación 3, en el que la relación en peso de dicho carbamato de amonio a dicho bicarbonato de sodio antes de añadir dicho hidróxido de amonio es de 1:10 a 1:1, preferentemente de 1:2,5 a 1:1,5.
5. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 4, en el que el carbamato de amonio no cristaliza a partir de dicha solución de carbamato de amonio cuando se almacena a 0 °C, preferentemente en el que el carbamato de amonio no cristaliza a partir de dicha solución de carbamato de amonio cuando se almacena a -5 °C, más preferentemente en el que el carbamato de amonio no cristaliza a partir de dicha solución de carbamato de amonio cuando se almacena a -10 °C.
6. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende además controlar al menos una de la conductividad, la temperatura y el pH de dicha solución de carbamato de amonio durante dicha mezcla.
7. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la concentración de dicha solución de carbamato de amonio al final de dicha mezcla es del 15 % al 25 %, preferentemente del 20 %.
8. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el pH de dicha solución de carbamato de amonio al final de dicha mezcla es al menos 10,0, preferentemente al menos 10,4, más preferentemente al menos 10,68.
9. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la conductividad de dicha solución de carbamato de amonio al final de dicha mezcla está comprendida entre 70 y 130 mS/cm, preferentemente entre 80 y 120 mS/cm, más preferentemente entre 90 y 110 mS/cm.
10. Un procedimiento de producción de un biocida, que comprende:
proporcionar una solución acuosa de hidróxido de amonio;
proporcionar una suspensión acuosa de bicarbonato sódico;
añadir dicha solución de hidróxido de amonio a dicha suspensión acuosa de bicarbonato de sodio y mezclar para producir una solución de carbamato de amonio;
en el que la relación molar entre dicho hidróxido de amonio y dicho bicarbonato sódico es de 2:1; y
mezclar dicha solución de carbamato de amonio con una solución de un oxidante hipoclorito, preferentemente en la que dicho oxidante hipoclorito es hipoclorito de sodio.
11. El procedimiento según la reivindicación 10, en el que dicha solución de un oxidante hipoclorito tiene una concentración de 1000 a 20.000 ppm, preferentemente de 3000 a 10.000 ppm, más preferentemente de 3500 a 7000 ppm.
12. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 11, en el que dicha mezcla de dicha solución de carbamato de amonio con dicha solución de un oxidante hipoclorito comprende:
diluir dicha solución de carbamato de amonio con agua o con una porción de dicha solución de un oxidante hipoclorito para formar una dilución de carbamato de amonio; y
añadir una porción de dicha solución de un oxidante hipoclorito a dicha dilución de carbamato de amonio; y opcionalmente, controlar la conductividad del biocida durante dicha adición.
13. El procedimiento según la reivindicación 12, en el que dicha dilución de carbamato de amonio tiene una concentración de carbamato de amonio de 1.000 a 50.000 ppm, preferentemente de 12.000 a 30.000 ppm.
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