ES2256093T3 - Procedimiento para el reciclaje de disoluciones de rectificador que contienen hidroxilamina. - Google Patents
Procedimiento para el reciclaje de disoluciones de rectificador que contienen hidroxilamina.Info
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Abstract
Procedimiento para la elaboración de disoluciones que contienen hidroxilamina, en especial de la industria electrónica, que contienen un 10 a un 30 % de agua, un 5 a un 20 % de hidroxilamina, y un 50 a un 85 % de aminas, caracterizado porque se introduce la disolución en una columna de rectificación, y se expulsa la hidroxilamina en contracorriente con vapor de agua, bajo obtención de un producto de cabeza constituido por hidroxilamina acuosa y una disolución acuosa de aminas como producto de cola.
Description
Procedimiento para el reciclaje de disoluciones
de rectificador que contienen hidroxilamina.
La invención se refiere a un procedimiento para
la elaboración de disoluciones que contienen hidroxilamina, en
especial en la industria electrónica.
En la industria electrónica, para la limpieza de
componentes electrónicos, como por ejemplo chips, se emplean
disoluciones acuosas de hidroxilaminas y aminas. Estas mezclan
contienen aproximadamente un 10 a un 30% de agua, un 5 a un 20% de
hidroxilamina, y un 50 a un 85% de aminas. Como amina se emplea, por
ejemplo, N-metilpirrolidona. Las disoluciones
empleadas están impurificadas sólo ligeramente. Hasta la fecha,
éstas no se podían elaborar de nuevo, y se debían eliminar. Las
aminas contenidas en las disoluciones empleadas son tóxicas
bacterianas. Por lo tanto, no es posible una introducción en una
instalación depuradora ni una elaboración biológica. Una deposición
de las disoluciones empleadas es posible solo en barriles. La
hidroxilamina contenida en las disoluciones y las aminas empleadas
son substancias nocivas para la salud. Ya que estos compuestos son
también corrosivos, los puntos de almacenaje se deben controlar
permanentemente para descubrir a tiempo escapes presentes.
Ciertamente es posible una descomposición química
de hidroxilamina y una subsiguiente elaboración acuosa de las
aminas. No obstante, a tal efecto se deben emplear productos
químicos correspondientes que ocasionan costes. Además, la reacción
de descomposición se desarrolla lentamente, ya que la hidroxilamina
se estabiliza a través de las aminas. Por lo tanto, se deben aceptar
tiempos de residencia largos, por lo cual las instalaciones se
deben dimensionar relativamente grandes.
No es posible una elaboración por destilación de
las disoluciones. Hidroxilamina es un compuesto lábil térmicamente,
que se puede descomponer a modo de explosión. En las disoluciones
ésta se estabiliza mediante aminas, o bien se presenta en forma
diluida. En una destilación se extrae el agua a través de la cabeza,
y las aminas permanecen en la cola. Como producto de punto de
ebullición medio, la hidroxilamina se concentra localmente en
determinadas zonas de la columna, y se alcanzan concentraciones en
las que la hidroxilamina tiende a la descomposición, que se puede
efectuar espontáneamente y a modo de explosión.
La US 5 837 107 y la DE 197 25 851 A1 describen
la obtención de una disolución acuosa de hidroxilamina exenta de
sales mediante tratamiento de la disolución salina con agua o vapor
de agua en una columna de rectificación.
Es tarea de la invención poner a disposición un
procedimiento para la elaboración de disoluciones que contienen
hidroxilamina, en especial de la industria electrónica, que
posibilite una eliminación más sencilla de residuos, o bien que
permita la recirculación de componentes aislados en el proceso de
producción, en caso dado tras pasos de limpieza adicionales.
En el procedimiento según la invención, para la
elaboración de disoluciones que contienen hidroxilamina, en especial
de la industria electrónica, que contienen un 10 a un 30% de agua,
un 5 a un 20% de hidroxilamina, y un 50 a un 85% de aminas, la tarea
se soluciona introduciéndose la disolución en una columna de
rectificación, y expulsándose la hidroxilamina en contracorriente
con vapor de agua, bajo obtención de un producto de cabeza
constituido por hidroxilamina acuosa y una disolución acuosa de
aminas como producto de cola.
Se obtienen una disolución acuosa de
hidroxilamina sensiblemente exenta de aminas, en la que la
hidroxilamina se puede descomponer mucho más fácilmente debido a la
deficiente acción estabilizadora de las aminas. La disolución acuosa
remanente que contiene aminas se puede elaborar por destilación,
pudiéndose recuperar las aminas en forma pura.
Como producto de cabeza se obtiene una disolución
acuosa de hidroxilamina, que presenta un contenido en agua de un 80
a un 98% en peso. En la cola se recoge una disolución acuosa de
aminas con un contenido en aminas de un 40 a un 70% en peso. Ambas
corrientes se pueden elaborar adicionalmente, y se pueden
transformar en productos comercializables mediante purificaciones
adicionales. Como columnas de rectificación se pueden emplear todos
los tipos de columna habituales. Son ejemplos columnas empaquetadas,
columnas de platos de burbujas o también columnas con elementos de
inserción.
Para reducir el contenido en aminas de las
disoluciones acuosas de hidroxilamina extraídas a través de la
cabeza, según una forma especial de ejecución del procedimiento
según la invención está previsto condensar y devolver parcialmente a
la columna de rectificación el producto de cabeza , seleccionándose
una proporción de reflujo de < 0,5.
En una proporción de reflujo de > 0,5 se
devuelve de nuevo la hidroxilamina a la cola, por lo tanto se impide
su separación. En una proporción de reflujo demasiado reducida
existe el peligro de que las aminas se arrastren del depósito e
impurifiquen la hidroxilamina obtenida.
La columna de rectificación se acciona bajo
presión normal hasta un vacío de 0,1 atmósferas. Se ha mostrado
apropiado accionar la columna de rectificación a una presión de 0,2
a 0,7 atmósferas. La presión asciende preferentemente a 0,8 hasta
1,0 atmósferas.
Como producto de cola se forma una fracción
acuosa de aminas, que se debe elaborar adicionalmente. La cantidad
de producto de cola se puede reducir ventajosamente evaporándose de
nuevo al menos una parte de producto de cola, y devolviéndose a la
columna de rectificación las fracciones preferentemente en forma de
vapor. De este modo se puede reducir en gran medida la cantidad de
agua añadida a la cola de la columna de rectificación.
Además, en tal forma de ejecución del
procedimiento según la invención, el agua no se debe alimentar
necesariamente como vapor. El agua se puede alimentar, al menos
parcialmente, en fase líquida a la columna de rectificación,
preferentemente introducir en la cola de la columna de
rectificación.
De este modo se puede obtener como cola una
disolución acuosa con un contenido en amina de aproximadamente un 70
a un 98% en peso.
El procedimiento según la invención se explica
más detalladamente por medio de un dibujo. En este caso muestra:
la figura 1: una primera forma de ejecución de un
dispositivo para la puesta en práctica del procedimiento según la
invención;
la figura 2: una segunda forma de ejecución de un
dispositivo para la puesta en práctica del procedimiento según la
invención.
En la figura 1 se representa la estructura de
ensayo para una primera forma de ejecución del procedimiento según
la invención. Se elaboran disoluciones como las que se producen como
agua residual en la limpieza de componentes electrónicos. En una
columna de platos de burbujas de vidrio con 50 mm de diámetro y 40
platos de burbujas se introducen continuamente 2 kg/h de una
disolución de agua residual en el plato nº 35 a través del conducto
de alimentación de agua residual 2. La composición del agua residual
asciende a un 27% en peso de agua, un 17% en peso de hidroxilamina y
un 56% en peso de aminas. A través del conducto de alimentación de
vapor 3 se introducen 4 kg/h de vapor de agua en la cola de la
columna. Se requiere una parte de vapor de agua como vapor de
rectificación. El calor liberado en la condensación de la parte
restante de vapor de agua se utiliza para la alimentación de
energía a la columna. A través del conducto de descarga 4 se extrae
un producto de cabeza que se condensa en el condensador 5. Una parte
de producto de cabeza condensado se devuelve a la columna a través
de la recirculación 6. Se selecciona una proporción de reflujo muy
reducida, de 0,01. Como producto de cabeza se obtiene una disolución
acuosa con un contenido de un 8,6% en peso de hidroxilamina, que se
puede extraer mediante el conducto de descarga 7. En la cola de la
columna de rectificación 1 se reúne una disolución acuosa de aminas,
que se descarga a través del conducto de descarga cola 8. Como
producto de cola se forman las aminas con un contenido en agua de un
45,5% en peso.
La estructura de ensayo mostrada en la figura 2
para una segunda forma de ejecución del procedimiento según la
invención corresponde sensiblemente a la estructura de ensayo
mostrada en la figura 1. Adicionalmente está previsto un cambiador
de calor 9, con la que se evapora de nuevo una parte del producto de
cola. A través del conducto de recirculación 10 se devuelven las
fracciones en forma de vapor de nuevo a la cola de la columna 1.
Como en el ejemplo 1 se emplea una columna de platos de burbujas de
vidrio con 50 mm de diámetro y 40 platos de burbujas, en el que se
introducen continuamente 2 kg/h de agua residual a través del
conducto de alimentación 2. La cantidad de vapor de rectificación
introducida en la cola de la columna a través del conducto de
alimentación de vapor 3 se reduce a 3 kg/h frente al ejemplo 1.
Adicionalmente se introduce energía a través del cambiador de calor
9. La proporción de reflujo ajustada a través del condensador 5 y la
recirculación 6 se ajusta a 0,01 como en el ejemplo 1. A través del
conducto de descarga 7 se evacúa como producto de cabeza una
disolución acuosa con un contenido de un 9% en peso de
hidroxilamina. A través del conducto de descarga de cola 8 se
obtiene una disolución acuosa de aminas, reduciéndose la
concentración de agua a un 8% en peso en la descarga de cola.
Las corrientes de producto obtenidas en los
ejemplos se pueden elaborar convenientemente. La disolución acuosa
de hidroxilamina obtenida como producto de cola se puede descomponer
con relativa facilidad, o bien elaborar para dar productos
comercializables, por ejemplo mediante destilación. El producto de
cola, amina acuosa, se puede separar continua o discontinuamente en
agua y amina con un contenido en agua de aproximadamente un 2% en
peso por destilación. El agua residual producida en la elaboración
de la amina se puede introducir en una instalación depuradora y
elaborar adicionalmente en la misma.
Claims (5)
1. Procedimiento para la elaboración de
disoluciones que contienen hidroxilamina, en especial de la
industria electrónica, que contienen un 10 a un 30% de agua, un 5 a
un 20% de hidroxilamina, y un 50 a un 85% de aminas,
caracterizado porque se introduce la disolución en una
columna de rectificación, y se expulsa la hidroxilamina en
contracorriente con vapor de agua, bajo obtención de un producto de
cabeza constituido por hidroxilamina acuosa y una disolución acuosa
de aminas como producto de cola.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el producto de cabeza se condensa y se
devuelve parcialmente a la columna de rectificación, seleccionándose
una proporción de reflujo \hbox{menor} que 0,5.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2,
caracterizado porque la columna de rectificación se acciona a
una presión de 0,1 a 1,0 atmósferas, preferentemente 0,8 a 1,0
atmósferas.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se evapora de
nuevo una parte de producto de cola con un evaporador, y se
devuelven las fracciones en forma de vapor a la columna de
rectificación.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se alimenta agua
en fase líquida a la columna de rectificación, preferentemente se
introduce en la cola de la columna de rectificación.
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