ES2240730T3 - Procedimiento y dispositivo para la regulacion continua del sistema redox en el caso de copulaciones azoicas. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo para la regulacion continua del sistema redox en el caso de copulaciones azoicas.Info
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Abstract
Procedimiento para la regulación de la dosificación de componentes de reacción en el caso de una reacción de copulación azoica continua, caracterizado porque se mide en línea en la corriente principal, después de la salida de ésta desde un reactor que funciona de un modo continuo, en una celda de medición de flujo pasante con ayuda de un electrodo redox rotatorio dispuesto transversalmente a la dirección de circulación de la mezcla de reacción, efectuándose una limpieza del electrodo mediante contacto con un cuerpo en forma de barra.
Description
Procedimiento y dispositivo para la regulación
continua del sistema redox en el caso de copulaciones azoicas.
El presente invento se refiere a un procedimiento
para el control y la regulación en línea ("online") de una
reacción continua de copulación azoica, así como a una apropiada
celda de medición y a un dispositivo para la realización de este
procedimiento.
En el caso de la preparación de colorantes
azoicos en reactores que funcionan de un modo continuo, los
componentes de copulación y los componentes de diazotación se
dosifican en la mezcla circulante de reacción de un modo
correspondiente a la estequiometría de la reacción, de tal manera
que junto con un rendimiento máximo se alcance una alta calidad del
producto, lo más uniforme que sea posible.
Los recipientes de paso continuo para la medición
del potencial redox, tal como se utilizan en reactores que
funcionan de un modo discontinuo para la preparación de colorantes
azoicos (documento de solicitud de patente alemana
DE-A-2.352.735), no se pueden
utilizar. La razón de esto es el gran volumen a medir, condicionado
por el tipo constructivo, y por el largo período de tiempo muerto
(inactivo) que está vinculado con ello en la determinación de
modificaciones del potencial redox.
Una regulación en línea de corrientes de eductos
(productos de partida) en reactores que funcionan de un modo
continuo para la realización de reacciones de copulación azoica, no
se conoce todavía hasta ahora.
Subsistía por lo tanto la misión de poner a
disposición un sensible procedimiento de regulación para la
copulación azoica continua, de modo preferido en microrreactores,
que proporcione colorantes azoicos en alto rendimiento y con una
calidad constantemente alta del producto. Una misión adicional
consistió en poner a disposición un apropiado dispositivo y una
apropiada celda de medición para la realización del mencionado
procedimiento.
El problema planteado por esta misión se resolvió
mediante una nueva celda de medición de flujo pasante, dispuesta a
continuación del reactor continuo, y por una regulación en línea de
las corrientes de eductos con ayuda de mediciones del potencial
redox en la celda de medición de flujo pasante.
Es objeto del invento, por lo tanto, un
procedimiento para la regulación de la dosificación de los
componentes de reacción en el caso de una reacción de copulación
azoica continua, que está caracterizado porque el potencial redox de
la mezcla de reacción se mide en línea en la corriente principal,
después de la salida de ésta desde un reactor que funciona de un
modo continuo, en una celda de medición de flujo pasante con ayuda
de un electrodo redox rotatorio dispuesto transversalmente a la
dirección de circulación de la mezcla de reacción, efectuándose una
limpieza del electrodo mediante contacto con un cuerpo en forma de
barra.
En el caso del procedimiento conforme al invento,
se puede regular en línea la dosificación del componente de
copulación, del componente de diazotación, o de ambos componentes,
por ejemplo una corriente de educto A, que contiene una solución o
suspensión del componente de copulación, una corriente de educto B,
que contiene una solución o suspensión del componente de
diazotación, y eventualmente una corriente volumétrica C, que
contiene una solución tamponadora, un ácido o una lejía para el
ajuste de un determinado valor del pH.
Convenientemente, la dosificación de los
componentes de reacción se efectúa por medio de una comparación de
la señal de medición del electrodo redox con el valor nominal de un
potencial redox previamente ajustado, a un valor constante del pH.
Por lo tanto, es conveniente, para mantener constante el valor del
pH, disponer junto con un circuito de regulación del sistema redox,
que une la celda de medición con las corrientes de eductos A y B,
un segundo circuito de regulación, que une un electrodo de pH en la
celda de medición de flujo pasante con la corriente volumétrica
C.
En la práctica se procede normalmente mediante de
tal manera que, dependiendo del tipo y de la concentración del
componente de copulación y del componente de diazotación, es decir
dependiendo del colorante azoico que se ha de preparar, se
determina el necesario potencial redox. Para esta finalidad, en la
corriente de producto o en un recipiente colector, después de haber
mantenido un determinado período de tiempo de reacción, dependiente
del tipo del colorante azoico que se ha de preparar, mediante
procedimientos analíticos apropiados (p.ej. un ensayo de motas, o
una HPLC =
cromatografía en fase líquida de alto rendimiento) se ensaya en cuanto a la existencia de un eventual exceso de uno de los componentes. Dependiendo de este resultado, se corrigen las corrientes de eductos A y/o B. Cuando ya no se puede comprobar ningún exceso de uno de los eductos, se establece el potencial redox. Para la evolución ulterior de la reacción de copulación azoica, cualquier desviación con respecto de este potencial redox establecido se corrige mediante una modificación correspondiente de las corrientes de eductos A y/o B. Para mantener constante el valor del pH, la corriente volumétrica C para la afluencia de la solución de lejía, ácido o tampón se controla en un circuito propio de regulación.
cromatografía en fase líquida de alto rendimiento) se ensaya en cuanto a la existencia de un eventual exceso de uno de los componentes. Dependiendo de este resultado, se corrigen las corrientes de eductos A y/o B. Cuando ya no se puede comprobar ningún exceso de uno de los eductos, se establece el potencial redox. Para la evolución ulterior de la reacción de copulación azoica, cualquier desviación con respecto de este potencial redox establecido se corrige mediante una modificación correspondiente de las corrientes de eductos A y/o B. Para mantener constante el valor del pH, la corriente volumétrica C para la afluencia de la solución de lejía, ácido o tampón se controla en un circuito propio de regulación.
La reacción de copulación azoica se puede llevar
a cabo conforme al invento para la preparación de pigmentos azoicos
y de colorantes azoicos.
Presentan un interés especial para pigmentos
azoicos las sales de diazonio de los siguientes componentes
amínicos:
4-metil-2-nitro-fenil-amina,
4-cloro-2-nitro-fenil-amina,
3,3'-dicloro-bifenil-4,4'-diamina,
3,3'-dimetil-bifenil-
4,4'-diamina, 4-metoxi-2-nitro-fenil-amina, 2-metoxi-4-nitro-fenil-amina, 4-amino-2,5-dimetoxi-N-fenil-bencenosulfonamida, éster dimetílico de ácido 5-amino-isoftálico, ácido antranílico, 2-trifluorometil-fenil-amina, éster dimetílico de ácido 2-amino-tereftálico, 1,2-bis-(2-amino-fenoxi)-etano, éster di-isopropílico de ácido 2-amino-tereftálico, ácido 2-amino-4-cloro-5-metil-benceno-sulfónico, 2-metoxi-fenil-amina, 4-(4-amino-benzoíl-amino)-benzamida, 2,4-dinitro-fenil-amina, 3-amino-4-metil-benzamida, 3-amino-4-cloro-benzamida, ácido 3-amino-4-cloro-benzoico, 4-nitro-fenil-amina, 2,5-dicloro-fenil-amina, 4-metil-2-nitro-fenil-amina, 2-cloro-4-nitro-fenil-amina, 2-metil-5-nitro-fenil-amina, 2-metil-4-nitro-fenil-amina, 2-metil-5-nitro-fenil-amina, ácido 2-amino-4-cloro-5-metil-benceno-sulfónico, ácido 2-amino-naftaleno-1-sulfónico, ácido 2-amino-5-cloro-4-metil-benceno-sulfónico, ácido 2-amino-5-cloro-4-metil-benceno-sulfónico, ácido 2-amino-5-metil-benceno-sulfónico, 2,4,5-tricloro-fenil-amina, 3-amino-4-metoxi-N-fenil-benzamida, 4-amino-benzamida, éster metílico de ácido 2-amino-benzoico, 4-amino-5-metoxi-2,N-dimetil-benceno-sulfonamida, éster monometílico de ácido 2-amino-N-(2,5-dicloro-fenil)-tereftálico, éster butílico de ácido 2-amino-benzoico, 2-cloro-5-trifluorometil-fenil-amina, ácido 4-(3-amino-4-metil-benzoíl-amino)-benceno-sulfónico, 4-amino-2,5-dicloro-N-metil-benceno-sulfonamida, 4-amino-2,5-dicloro-N,N-dimetil-benceno-sulfonamida, 6-amino-1H-quinazolina-2,4-diona, 4-(3-amino-4-metoxi-benzoíl-amino)-benzamida, 4-amino-2,5-dimetoxi-N-metil-benceno-sulfonamida, 5-amino-bencimidazolona, 6-amino-7-metoxi-1,4-dihidro-quinoxalina-2,3-diona, (éster 2-cloro-etílico) de ácido 3-amino-4-metil-benzoico, éster isopropílico de ácido 3-amino-4-cloro-benzoico, 3-amino-4-cloro-benzo-trifluoruro, éster n-propílico de ácido 3-amino-4-metil-benzoico, ácido 2-amino-naftaleno-3,6,8-trisulfónico, ácido 2-amino-naftaleno-4,6,8-trisulfónico, ácido 2-amino-naftaleno-4,8-disulfónico, ácido 2-amino-naftaleno-6,8-disulfónico, ácido 2-amino-8-hidroxi-naftaleno-6-sulfónico, ácido 1-amino-8-hidroxi-naftaleno-3,6-disulfónico, ácido 1-amino-2-hidroxi-benceno-5-sulfónico, ácido 1-amino-4-acetilamino-benceno-2-sulfónico, 2-amino-anisol, ácido 2-aminometoxi-benceno-\omega-metanosulfónico, ácido 2-aminofenol-4-sulfónico, ácido o-anisidina-5-sulfónico, éster [2-(3-amino-1,4-dimetoxi-benceno-sulfonil)etílico] de ácido sulfúrico y éster [2-(1-metil-3-amino-4-metoxi-benceno-sulfonil)etílico] de ácido sulfúrico.
4,4'-diamina, 4-metoxi-2-nitro-fenil-amina, 2-metoxi-4-nitro-fenil-amina, 4-amino-2,5-dimetoxi-N-fenil-bencenosulfonamida, éster dimetílico de ácido 5-amino-isoftálico, ácido antranílico, 2-trifluorometil-fenil-amina, éster dimetílico de ácido 2-amino-tereftálico, 1,2-bis-(2-amino-fenoxi)-etano, éster di-isopropílico de ácido 2-amino-tereftálico, ácido 2-amino-4-cloro-5-metil-benceno-sulfónico, 2-metoxi-fenil-amina, 4-(4-amino-benzoíl-amino)-benzamida, 2,4-dinitro-fenil-amina, 3-amino-4-metil-benzamida, 3-amino-4-cloro-benzamida, ácido 3-amino-4-cloro-benzoico, 4-nitro-fenil-amina, 2,5-dicloro-fenil-amina, 4-metil-2-nitro-fenil-amina, 2-cloro-4-nitro-fenil-amina, 2-metil-5-nitro-fenil-amina, 2-metil-4-nitro-fenil-amina, 2-metil-5-nitro-fenil-amina, ácido 2-amino-4-cloro-5-metil-benceno-sulfónico, ácido 2-amino-naftaleno-1-sulfónico, ácido 2-amino-5-cloro-4-metil-benceno-sulfónico, ácido 2-amino-5-cloro-4-metil-benceno-sulfónico, ácido 2-amino-5-metil-benceno-sulfónico, 2,4,5-tricloro-fenil-amina, 3-amino-4-metoxi-N-fenil-benzamida, 4-amino-benzamida, éster metílico de ácido 2-amino-benzoico, 4-amino-5-metoxi-2,N-dimetil-benceno-sulfonamida, éster monometílico de ácido 2-amino-N-(2,5-dicloro-fenil)-tereftálico, éster butílico de ácido 2-amino-benzoico, 2-cloro-5-trifluorometil-fenil-amina, ácido 4-(3-amino-4-metil-benzoíl-amino)-benceno-sulfónico, 4-amino-2,5-dicloro-N-metil-benceno-sulfonamida, 4-amino-2,5-dicloro-N,N-dimetil-benceno-sulfonamida, 6-amino-1H-quinazolina-2,4-diona, 4-(3-amino-4-metoxi-benzoíl-amino)-benzamida, 4-amino-2,5-dimetoxi-N-metil-benceno-sulfonamida, 5-amino-bencimidazolona, 6-amino-7-metoxi-1,4-dihidro-quinoxalina-2,3-diona, (éster 2-cloro-etílico) de ácido 3-amino-4-metil-benzoico, éster isopropílico de ácido 3-amino-4-cloro-benzoico, 3-amino-4-cloro-benzo-trifluoruro, éster n-propílico de ácido 3-amino-4-metil-benzoico, ácido 2-amino-naftaleno-3,6,8-trisulfónico, ácido 2-amino-naftaleno-4,6,8-trisulfónico, ácido 2-amino-naftaleno-4,8-disulfónico, ácido 2-amino-naftaleno-6,8-disulfónico, ácido 2-amino-8-hidroxi-naftaleno-6-sulfónico, ácido 1-amino-8-hidroxi-naftaleno-3,6-disulfónico, ácido 1-amino-2-hidroxi-benceno-5-sulfónico, ácido 1-amino-4-acetilamino-benceno-2-sulfónico, 2-amino-anisol, ácido 2-aminometoxi-benceno-\omega-metanosulfónico, ácido 2-aminofenol-4-sulfónico, ácido o-anisidina-5-sulfónico, éster [2-(3-amino-1,4-dimetoxi-benceno-sulfonil)etílico] de ácido sulfúrico y éster [2-(1-metil-3-amino-4-metoxi-benceno-sulfonil)etílico] de ácido sulfúrico.
Presentan un interés especial para colorantes
azoicos las sales de diazonio de los siguientes componentes
amínicos:
éster
[2-(4-amino-benceno-sulfonil)-etílico]
de ácido sulfúrico, éster
[2-(4-amino-5-metoxi-2-metil-benceno-sulfonil)etílico]
de ácido sulfúrico, éster
[2-(4-amino-2,5-dimetoxi-benceno-sulfonil)etílico]
de ácido sulfúrico, éster
{2-[4-(5-hidroxi-3-metil-pirazol-1-il)-benceno-sulfonil]etílico}
de ácido sulfúrico, éster
[2-(3-amino-4-metoxi-benceno-sulfonil)etílico]
de ácido sulfúrico y éster
[2-(3-amino-benceno-sulfonil)etílico]
de ácido sulfúrico.
Presentan un interés especial para pigmentos
azoicos los siguientes componentes de copulación:
arilidas de ácido acetoacético
\vskip1.000000\baselineskip
2-hidroxi-naftalenos
con X = H,
COOH,
y R_{k} = CH_{3}, OCH_{3},
OC_{2}H_{5}, NO_{2}, Cl, NHCOCH_{3} y n = de 0 a 3; así
como R_{2} = H, CH_{3} y C_{2}H_{5},
diamino-bencenos y
-bifenilos bisacetoacetilados, N,N'-bis(3-hidroxi-2-naftoíl)-fenilen-diaminas (en cada caso eventualmente sustituidas), así como pirazolonas
-bifenilos bisacetoacetilados, N,N'-bis(3-hidroxi-2-naftoíl)-fenilen-diaminas (en cada caso eventualmente sustituidas), así como pirazolonas
Presentan un interés especial para colorantes
azoicos los siguientes componentes de copulación: ácido
4-[5-hidroxi-3-metil-pirazol-1-il]-benceno-sulfónico,
ácido
2-amino-naftaleno-1,5-disulfónico,
ácido
5-metoxi-2-metil-4-[3-oxo-butiril-amino]-benceno-sulfónico,
ácido
2-metoxi-5-metil-4-[3-oxo-butiril-amino]-benceno-sulfónico,
ácido
4-acetilamino-2-amino-benceno-sulfónico,
ácido
4-[4-cloro-6-(3-sulfo-fenil-amino)-[1,3,5]-triazin-2-il-amino]-5-hidroxi-naftaleno-2,7-disulfónico,
ácido
4-acetilamino-5-hidroxi-naftaleno-2,7-disulfónico,
ácido
4-amino-5-hidroxi-naftaleno-2,7-disulfónico,
ácido
5-hidroxi-1-[4-sulfo-fenil]-1H-pirazol-3-carboxílico,
ácido
2-amino-naftaleno-6,8-disulfónico,
ácido
2-amino-8-hidroxi-naftaleno-6-sulfónico,
ácido
1-amino-8-hidroxi-naftaleno-3,6-disulfónico,
2-amino-anisol, ácido
2-aminometoxi-benceno-\omega-metano-sulfónico
y
1,3,5-tris-hidroxi-benceno.
La copulación azoica se efectúa de modo preferido
en una solución acuosa, pero se pueden utilizar también disolventes
orgánicos, eventualmente en mezcla con agua, por ejemplo
hidrocarburos aromáticos, hidrocarburos clorados, glicol-éteres,
nitrilos, ésteres, dimetil-formamida,
tetrametil-urea y
N-metil-pirrolidona.
Para la realización conforme al invento de la
reacción de copulación azoica, se introducen de un modo continuo en
el reactor una solución o suspensión de la sal de diazonio
(corriente de educto B) y una solución o suspensión del componente
de copulación (corriente de educto A), allí se mezclan
continuamente y se llevan a reaccionar entre sí.
La preparación de mezclas de sustancias de
partida para dar corrientes volumétricas puede tener lugar también
previamente en micromezcladores o en zonas de mezclamiento
dispuestas previamente.
Para la copulación azoica se pueden aportar a las
corrientes de eductos unas soluciones tamponadoras (corriente
volumétrica C) de modo preferido de ácidos orgánicos y sus sales,
p.ej. un tampón de ácido acético y un acetato, un tampón de ácido
cítrico y un citrato, o de ácidos inorgánicos y sus sales, tales
como p.ej. una mezcla de ácido fosfórico y un fosfato o de ácido
carbónico y un carbonato.
Los pigmentos azoicos pueden ser pigmentos
monoazoicos o pigmentos disazoicos. Se pueden preparar también
mezclas de pigmentos azoicos.
Como pigmentos azoicos entran en consideración en
particular C.I. Pigment Yellow 1, 3, 12, 13, 14, 16, 17, 65, 73, 74,
75, 81, 83, 97, 111, 120, 126, 127, 151, 154, 155, 174, 175, 176,
180, 181, 183 191, 194, 198; Pigment Orange 5, 34, 36, 38, 62, 72,
74; Pigment Red 2, 3, 4, 8, 12, 14, 22, 48:1-4,
49:1, 52:1-2, 53:1-3, 57:1, 60:1,
112, 137, 144, 146, 147, 170, 171, 175, 176, 184, 185, 187, 188,
208, 214, 242, 247, 253, 256, 266; Pigment Violet 32; y Pigment
Brown 25.
En el caso de los colorantes entran en
consideración colorantes en dispersión y también colorantes
aniónicos y catiónicos solubles en agua. En particular se trata de
colorantes mono-, dis- o poli-azoicos así como
colorantes de formazano o de antraquinona. En el caso de los
colorantes solubles en agua, se trata en particular de las sales de
metales alcalinos o de las sales de amonio de los colorantes
reactivos, así como de los colorantes ácidos para lana o colorantes
sustantivos para algodón de la serie azoica. Como colorantes
azoicos entran en consideración de modo preferido colorantes
monoazoicos, disazoicos y trisazoicos preferiblemente exentos de
metales y metalizables, que contienen uno o varios grupos de ácidos
sulfónicos o ácidos carboxílicos, con un contenido de metales
pesados, concretamente con un contenido de cobre, cromo o cobalto.
La preparación de los compuestos precursores para los colorantes que
contienen metales se puede llevar a cabo de acuerdo con
procedimientos usuales en un convencional procedimiento discontinuo
(por tandas).
Como colorantes azoicos reactivos entran en
consideración en particular C.I. Reactive Yellow 15, 17, 37, 57,
160; Reactive Orange 107; Reactive Red 2, 23, 35, 180; Reactive
Violet 5; Reactive Blue 19, 28, 203, 220; y Reactive Black 5, 8, 31.
Además, se pueden preparar de acuerdo con este procedimiento en
particular C.I. Acid Yellow 17, 23; Direct Yellow 17, 86, 98, 132,
157 y Direct Black 62, 168 y 171.
Para la realización del procedimiento se ha
acreditado una celda de medición de flujo pasante (Figuras 1a, 1b,
1c), que está caracterizada por un electrodo redox rotatorio (1),
que está dispuesto aproximadamente en el centro del tubo para
circulación (2) de la celda de medición de flujo pasante en un
sentido transversal a la dirección de circulación de la mezcla de
reacción y que está apoyada de modo capaz de girar en un contacto
rozante (3) para la recogida de señales; un cuerpo en forma de barra
(4) con un efecto limpiador, que entra en contacto con el electrodo
redox rotatorio; un electrodo de referencia (5); y un electrodo de
pH (6).
El electrodo redox rotatorio (1) consiste en un
material conductor, de modo preferido en W, Au, Pt, Ag, Sb, Mo, Cr o
una aleación de estos elementos, grafito, o en por lo menos 80% de
uno de los materiales señalados. Se prefieren especialmente
electrodos redox a base de wolframio.
El electrodo redox está apoyado de modo capaz de
girar, p.ej. en un casquillo de Cu, y es movido en rotación en
torno a su eje longitudinal mediante un dispositivo externo de
propulsión, por ejemplo mediante un motor eléctrico. La recogida de
las señales se efectúa a través de un contacto rozante en el sitio
de apoyo. Como electrodo de signo opuesto sirve el electrodo de
referencia (5), que es preferiblemente un electrodo de Ag/AgCl
usual en el comercio, un electrodo de calomelanos o un electrodo de
hidrógeno normal Pt/H_{2}.
El electrodo redox (1) es tocado durante su
rotación por un cuerpo en forma de barra (4), que consiste en, o
está revestido con, un material inerte, p.ej. un
poli(difluoruro de vinilideno) (PVDF), un
poli(tetrafluoroetileno) (PTFE), que consiste en, o está
revestido, de modo especialmente preferido con un material abrasivo,
tal como p.ej. corindón, piedra de Arkansas o carburo de silicio,
de modo tal que la superficie de los electrodos se limpia
mecánicamente de un modo continuo.
El cuerpo (4) es comprimido sobre el electrodo
redox rotatorio convenientemente mediante un dispositivo de
seguimiento (7), en particular un resorte en espiral o un peso. El
sitio de contacto entre el cuerpo (4) y el electrodo redox está
situado de modo preferido en el centro del tubo de circulación (2)
y disminuye la sección transversal de circulación junto a este
sitio (sitio de medición). Con ello se mantiene pequeño el volumen
muerto (inactivo) La celda de medición contiene además un electrodo
de pH (6), tal como p.ej. un electrodo de vidrio usual en el
comercio.
La celda de medición está construida
convenientemente de tal manera que el electrodo de pH (6), el
electrodo de referencia (5) y el cuerpo en forma de barra (4),
inclusive el dispositivo de seguimiento, están situados
paralelamente entre ellos, y en cada caso están dispuestos
desfasados en 90º con respecto al electrodo redox rotatorio y
verticalmente con respecto a la dirección de circulación. El
alojamiento (8) de la celda de medición se produce convenientemente
a base de un material inerte, tal como p.ej. un PVDF, un PTFE o un
polipropileno.
La Figura 1b muestra la celda de medición en la
dirección de observación de la circulación, y la Figura 1c muestra
una vista superior desde arriba.
Es objeto del invento también un dispositivo
(Figura 2) para la realización de una reacción de copulación azoica
continua regulada en línea, que está caracterizado por una celda de
medición de flujo pasante (M), tal como precedentemente se describe,
unida con un reactor (R) que funciona de un modo continuo y con
unos recipientes de reserva (A, B y eventualmente C).
Como reactor que funciona de un modo continuo
entran en consideración tubos de circulación, cascadas de
recipientes con sistemas de agitación, microrreactores o
microrreactores de chorros, en particular los que tienen unas
secciones transversales de circulación en el intervalos de desde
varios micrómetros hasta varios milímetros. Se prefieren los
microrreactores y los microrreactores de chorros.
Microrreactores apropiados se describen por
ejemplo en el documento
DE-A-100.05.550 (= documento de
solicitud de patente PCT/EP 01/01137) o los microrreactores de
chorros descritos en la solicitud de patente alemana 10.049.200.2
todavía no publicada.
Un microrreactor consta p.ej. de varias plaquitas
apiladas unas sobre otras y unidas entre ellas, sobre cuyas
superficies se encuentran unas estructuras producidas
micromecánicamente, que en su cooperación forman unos espacios de
reacción con el fin de realizar reacciones químicas. Está contenido
por lo menos un canal que conduce a través del sistema, el cual
está unido con la entrada y con la salida.
Los caudales de las corrientes de materiales
están limitados desde el aspecto de los aparatos, por ejemplo por
las presiones que se ajustan dependiendo de la estructuración
geométrica del microrreactor. Es deseable que la reacción transcurra
de un modo total en el microrreactor, pero puede disponerse a
continuación también una zona de permanencia, con el fin de
proporcionar un período de tiempo eventualmente necesario de
permanencia.
Los caudales están, de manera dependiente de la
viscosidad, convenientemente entre 0,05 y 5 l/min, de modo
preferido entre 0,05 y 500 ml/min, de modo especialmente preferido
entre 0,05 y 250 ml/min, y en particular entre 0,1 y 100 ml/min. En
microrreactores de chorro, los caudales están situados en el
intervalo de 100 ml/min a 2.000 ml/min.
El electrodo redox (1) y el electrodo de
referencia (5) están unidos en tal caso con los recipientes de
reserva A (para el componente de copulación) y B (para el
componente de diazotación) y el electrodo de pH está unido con el
recipiente de reserva C (para el tampón, la lejía, el ácido). El
control de las corrientes volumétricas A, B, C se efectúa a través
de usuales dispositivos transportadores regulables, tales como p.ej.
bombas o válvulas.
En un matraz de tres bocas con una capacidad de
500 ml, 14,6 g de
2,5-dicloro-anilina sólida se
disponen previamente en 25,1 ml de agua y se mezclan con 30,8 ml de
un ácido clorhídrico al 31%. Después de haber agitado durante 8
horas a la temperatura ambiente, se obtiene una solución de un
hidrocloruro. Después de la adición de 25,1 ml adicionales de agua
y 3,75 ml de un ácido acético al 60%, la mezcla de reacción se
enfría a -5ºC. A esta temperatura se añaden gota a gota a la mezcla
de reacción, en el transcurso de aproximadamente 15 min, 11,5 ml de
una solución al 40% de nitrito de sodio y se sigue agitando durante
otros 60 min más a 0ºC. Para la clarificación de la mezcla de
reacción se añaden 6 pizcas de espátula de ®Celite y se filtran con
succión rápidamente. La solución de la sal de diazonio de color
amarillento se completa con agua hasta un volumen total de 300 ml
(\sim 0,3 M).
En un segundo matraz se disponen previamente 23,9
g de naftol AS en 50,2 ml de agua y se mezclan con 26,7 ml de una
solución al 25% de hidróxido de sodio. Esta mezcla se agita luego
durante 120 min a 60ºC y se lleva a la forma de una solución. Ésta
se filtra con succión rápidamente y se completa asimismo con agua
hasta un volumen total de 300 ml (\sim 0,3 M).
La solución de sal de diazonio (corriente de
educto B) y la solución de naftol (corriente de educto A) se
bombean a través de bombas de émbolo calibradas, con un caudal en
cada caso de 6 ml/min en las correspondientes entradas para eductos
de un microrreactor (tipo ®Selecto, Cellular Process Chemistry
GmbH, Frankfurt/Main). La copulación azoica propiamente dicha tiene
lugar en el recinto del reactor. Con el fin de conseguir un efecto
tamponador, estas soluciones de eductos se diluyen a corta distancia
delante de las entradas en el reactor con una solución de ácido
acético (4 ml de ácido acético al 60% y 600 ml de agua). La
solución de ácido acético se transporta, asimismo con ayuda de
bombas de émbolo calibradas, a las conducciones para la aportación
de eductos del microrreactor a través de una ramificación en T con
un caudal en cada caso de 6 ml/min. Al circuito de intercambiador
de calor del microrreactor está conectado un termostato, que ajusta
una temperatura de reacción de 40ºC. El valor del pH de la
suspensión de producto es de
2-3 a la salida del reactor con unas corrientes volumétricas correctamente ajustadas de los eductos.
2-3 a la salida del reactor con unas corrientes volumétricas correctamente ajustadas de los eductos.
Con una aportación constante de los eductos y de
un valor constante del pH, se saca una muestra detrás de la salida
desde el reactor. Con un procedimiento analítico tal como DC
(cromatografía en capa fina) o HPLC se investiga en cuanto a la
existencia de un eventual exceso de uno de los componentes y/o se
lleva a cabo un ensayo de motas con una solución de H-ácido
(CAS-Nº 90-20-0)
para la comprobación de la existencia de un exceso de sal de
diazonio o con una solución de sal azul sólida
(CAS-Nº 20282-70-6)
para determinar la existencia de un exceso del producto de
copulación. Dependiendo de este resultado, se corrigen las
corrientes de educto de solución de sal de diazonio y/o de solución
de naftol. Cuando ya no se puede comprobar ningún exceso de uno de
los eductos, el potencial redox se establece a un valor constante
del pH, p.ej. 187 mV en el caso de la utilización de un electrodo
de wolframio frente a Ag/AgCl. Para la evolución ulterior de la
reacción de copulación azoica, cualquier desviación con respecto de
este potencial redox establecido se corrige mediante una
correspondiente modificación de las corrientes de eductos A
\hbox{y/o B.}
Potencial redox: El potencial redox está situado,
en el caso de esta síntesis de pigmentos, en el intervalo de -200 a
+250 mV según sea el material de los electrodos.
Claims (13)
1. Procedimiento para la regulación de la
dosificación de componentes de reacción en el caso de una reacción
de copulación azoica continua, caracterizado porque se mide
en línea en la corriente principal, después de la salida de ésta
desde un reactor que funciona de un modo continuo, en una celda de
medición de flujo pasante con ayuda de un electrodo redox rotatorio
dispuesto transversalmente a la dirección de circulación de la
mezcla de reacción, efectuándose una limpieza del electrodo mediante
contacto con un cuerpo en forma de barra.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque se regula la dosificación del
componente de copulación y/o del componente de diazotación.
3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1 ó 2, caracterizado porque se regulan en línea una
corriente de educto A, que contiene una solución o suspensión del
componente de copulación, una corriente de educto B, que contiene
una solución o suspensión del componente de diazotación, y
eventualmente una corriente volumétrica C, que contiene una
solución tamponadora, un ácido o una lejía.
4. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una
de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la
dosificación de los componentes de reacción se efectúa mediante
comparación de la señal de medición de los electrodos redox con el
valor nominal del potencial redox a un valor constante del pH.
5. Celda de medición de flujo pasante para la
realización del procedimiento de acuerdo con una o varias de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por un electrodo redox
rotatorio (1), que está dispuesto aproximadamente en el centro del
tubo de circulación (2) de la celda de medición de flujo pasante en
sentido transversal a la dirección de circulación de la mezcla de
reacción y está apoyado de modo capaz de girar en un contacto
rozante (3) para la recogida de señales; un cuerpo en forma de barra
(4), con un efecto limpiador, que entra en contacto con el
electrodo redox rotatorio; un electrodo de referencia (5); y un
electrodo de pH (6).
6. Celda de medición de flujo pasante de acuerdo
con la reivindicación 5, caracterizada porque el electrodo
redox (1) consiste en wolframio, Au, Pt, Ag, Sb, Mo, Cr, grafito, o
en por lo menos 80% de uno de los materiales señalados o de una
aleación entre ellos.
7. Celda de medición de flujo pasante de acuerdo
con la reivindicación 5 ó 6, caracterizada porque el contacto
rozante (3) es de cobre.
8. Celda de medición de flujo pasante de acuerdo
con una o varias de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizada
porque el cuerpo en forma de barra (4) se comprime sobre el
electrodo redox rotatorio con ayuda de un dispositivo de seguimiento
(7), preferiblemente un resorte.
9. Celda de medición de flujo pasante de acuerdo
con una o varias de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizada
porque el cuerpo en forma de barra (4) consiste en un material
inerte, preferiblemente en un material abrasivo, o está revestido
con un material inerte, preferiblemente con un material
abrasivo.
10. Celda de medición de flujo pasante de acuerdo
con una o varias de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizada
porque el cuerpo en forma de barra (4) consiste en un
poli(difluoruro de vinilideno), un
poli(tetrafluoroetileno), corindón, piedra de Arkansas o
carburo de silicio, o está revestida con este material.
11. Celda de medición de flujo pasante de acuerdo
con una o varias de las reivindicaciones 5 a 10,
caracterizada porque el electrodo de referencia (5) es un
electrodo de Ag/AgCl, un electrodo de calomelanos o un electrodo de
hidrógeno normal de Pt/H_{2}.
12. Dispositivo para la realización de una
reacción de copulación azoica continua, regulada en línea,
caracterizado por una celda de medición de flujo pasante (M)
de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 5 a 11, unida
con un reactor (R) que funciona de un modo continuo, y recipientes
de reserva (A, B y eventualmente C).
13. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
12, caracterizado porque el reactor que funciona de un modo
continuo es un microrreactor o un microrreactor de chorros.
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