ES2826553T3 - Recuperación de ácido a partir de soluciones ricas en ácido - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento de recuperación de ácido sulfúrico a partir de una solución acuosa rica en ácido sulfúrico, comprendiendo la solución entre 40 % en peso y 63 % en peso de ácido sulfúrico y al menos un material orgánico que comprende material orgánico soluble e insoluble, comprendiendo el procedimiento: - tratar dicha solución con 2 a 10 % en peso de peróxido de hidrógeno para permitir la formación in situ de ácido de Caro en la solución, a una temperatura entre 80 °C y 130 °C, en el que el material orgánico soluble e insoluble contenido en la solución se transforma en al menos una especie insoluble o gaseosa, y en el que el material orgánico se selecciona entre galactosa, ramnosa, arabinosa, xilosa, manosa, celulosa, glucosa, hidroximetilfurfural (HMF), ácido galacturónico, derivados de lignina, ácido levulínico, éteres de celulosa y ésteres de celulosa - eliminar o permitir la separación de dichas especies insolubles o gaseosas de la solución ácida; para producir una solución ácida sustancialmente enriquecida que está sustancialmente desprovista de materia orgánica.
Description
DESCRIPCIÓN
Recuperación de ácido a partir de soluciones ricas en ácido
Campo tecnológico
La invención proporciona de forma general procedimientos para la recuperación de ácido sulfúrico desde soluciones y mezclas ricas en ácido sulfúrico.
Antecedentes
La regeneración de ácido químico-gastado desde procedimientos industriales es altamente deseable por verdaderas razones, que abarcan desde la reducción de residuos industriales y contaminación de vertederos hasta la reducción de los costes asociados con la reproducción de ácido.
La recuperación de ácido se ha demostrado en diversas configuraciones industriales.
El documento Patente estadounidense No. 2.631.974 [1] desvela un sistema de electrolito para la recuperación de ciertos ingredientes desde licores residuales descargados a partir de diferentes procedimientos químicos, en particular con la recuperación de iones sulfato en soluciones acuosas ácidas que los contienen por conversión de los mismos en soluciones acuosas de ácido sulfúrico de suficiente pureza como para tener valor comercial.
El documento Patente estadounidense No. 8.052.953 [2] desvela un procedimiento para recuperar ácido sulfúrico desde hidrolizado de ácido concentrado de material de celulosa vegetal.
Una de las principales barreras en la utilización de ácido en aplicaciones industriales es el coste relativamente alto que está asociado principalmente con los requisitos de alta energía que se necesitan para su recuperación. Por lo tanto, existe una gran necesidad de reducir los costes de producción y los requisitos de energía que implican dichos procedimientos.
El ácido sulfúrico es uno de los ácidos más comunes de uso industrial. La adición de peróxido de hidrógeno a ácido sulfúrico da como resultado la formación de un oxidante muy fuerte, conocido como ácido de Caro o la solución piraña, que tiene la capacidad de oxidar o hidrolizar la mayoría de las superficies metálicas y eliminar la mayor parte de la materia orgánica. La aplicación común de la solución piraña es en la industria microelectrónica para limpiar residuos fotorresistentes de obleas de silicio. Se utiliza para limpiar objetos de cristal hidroxilando la superficie, aumentando así el número de grupos silanol en la superficie.
El documento Patente estadounidense No. 3.856.673 [3] desvela un procedimiento para purificar una corriente de ácido gastado que contiene impurezas orgánicas y al menos 60 % de ácido sulfúrico. El procedimiento desvelado utiliza una cantidad estequiométrica de un oxidante, tal como peróxido de hidrógeno, para conseguir la oxidación de materiales orgánicos, tales como nitrocresoles y compuestos nitrofenólicos.
Huling y col. [4] dan a conocer la oxidación de compuestos orgánicos utilizando peróxido de hidrógeno.
REFERENCIAS
[1] Patente estadounidense No. 2.631.974
[2] Patente estadounidense No. 8.052.953
[3] Patente estadounidense No. 3.856.673
[4] Huling S.G. and Pivetz B.E. In Situ Chemical Oxidation. Engineering Issue. Ground Water and Ecosystem Restoration Information Center, UAEPA, EPA/600/R-06/072 (2006)
Sumario de la invención
Los autores de la presente invención han desarrollado un procedimiento único, eficiente y rentable para la recuperación de ácido sulfúrico desde soluciones ricas en ácido sulfúrico. El procedimiento de la invención utiliza ácido de Caro formado in situ como oxidante fuerte para disgregar o hacer insolubles impurezas derivadas de celulosa vegetal orgánica contenida en soluciones ricas en ácido, para hacer así eficiente y simple la separación y recuperación de la solución ácida. El ácido recuperado se obtiene así como una solución ácida acuosa, que está libre de materia orgánica y que contiene prácticamente todo el ácido contenido originalmente en la solución rica en ácido.
Por tanto, la invención descrita en el presente documento aporta la separación y recuperación de ácido sulfúrico de componentes derivados de celulosa orgánica, tales como hidrolizados de materiales de celulosa vegetal utilizados comúnmente en la industria del papel, dichos componentes pueden estar o no "en solución", concretamente, algunos o todos los componentes orgánicos pueden ser insolubles en la solución rica en ácido original que va a recuperar. La presente invención proporciona un procedimiento para la recuperación de ácido sulfúrico a partir de una solución acuosa rica en ácido sulfúrico, tal como se define en la reivindicación 1. Se describen realizaciones preferentes en
las reivindicaciones dependientes.
La solución ácida enriquecida que está sustancialmente libre de materia orgánica puede tratarse además para eliminar mejor las trazas de materia orgánica no oxidada, residuos de materia orgánica oxidada y especies insolubles.
En algunas realizaciones, la solución ácida enriquecida que está sustancialmente libre de materia orgánica contiene hasta 1.000 ppm de materia orgánica.
De acuerdo con la invención, se añade peróxido de hidrógeno como precursor del agente oxidante, ácido de Caro, a la solución rica en ácido a temperatura ambiente. Se puede dejar reaccionar la mezcla de reacción que comprende la solución rica en ácido y el precursor del oxidante durante un período de entre 1 hora y 7 días a una temperatura entre 80 °C y 130°C.
En algunos casos, se añade el peróxido de hidrógeno a la solución rica en ácido a temperatura ambiente y se deja que aumente la temperatura de la mezcla de reacción espontáneamente (en el caso de una reacción exotérmica). El aumento de temperatura se controla de tal modo que la temperatura no aumente por encima de 130 °C.
Después de que un oxidante oxida completamente el material orgánico, es posible eliminar trazas del material orgánico y el resto de agentes oxidantes de la solución enriquecida con ácido utilizando cualquier procedimiento común en este campo de la técnica. En algunas realizaciones, se pueden eliminar el material oxidado sólido y el oxidante sólido por filtración. Cuando el material oxidado es una especie gaseosa, se puede eliminar de una solución enriquecida con ácido por evaporación, mediante calentamiento, al vacío, por agitación o por saturación de la solución enriquecida con ácido con un gas inerte.
En algunas realizaciones, se pueden eliminar los materiales traza y el resto de agentes de oxidación por absorción mecánica o química o por absorción, p.ej., sobre carbón activo, por floculación o precipitación.
El procedimiento de la invención puede repetirse empleando ciclos consecutivos y utilizando la formulación de ácido sustancialmente desprovista carbono definida en el presente documento como sustrato en procedimientos a base de ácido.
El oxidante utilizado de acuerdo con la invención es un "oxidante fuerte" que es capaz de convertir un material orgánico en una o más formas de óxido que son menos solubles y más fácilmente evaporables en comparación con la forma no oxidada. Se dice que el oxidante es un oxidante fuerte ya que es capaz de oxidar la mayoría de los materiales orgánicos contenidos en la solución, concretamente, 100% en peso del material orgánico, 99%, 98%, 97 %, 96 %, 95 %, 94 %, 93 %, 92 %, 91 %, 90 %, entre el 80 % y el 100 %, entre el 90 % y el 100 %, entre el 80 % y el 95 %, o entre el 80 % y el 90 % de la materia orgánica. Normalmente, la forma oxidada del material orgánico es insoluble en la solución ácida o se puede eliminar fácilmente de la solución ácida, por ejemplo, por evaporación, por filtración, mediante calentamiento, al vacío, mediante carbón activo, etc.
El oxidante es H2SO5 (ácido de Caro) formadoin situ.
Para formar el oxidante in situ, se añade peróxido de hidrógeno a la solución rica en ácido y se transforma una cantidad del ácido en la solución en el oxidante. Se forma una cantidad reducida de "ácido de Caro" in situ y oxida el material con contenido en carbono o a base de carbono, por ejemplo, carbohidratos, en al menos una especie insoluble o gaseosa (p.ej., CO2 y SO2) y agua; produciendo así una solución de ácido sulfúrico enriquecida con ácido sustancialmente sin carbono.
La"solución rica en ácido" es una formulación o una combinación de materiales o una mezcla o un medio en el que la concentración del ácido está entre 40 % y 63 % en peso.
tal como se ha indicado, se elimina la mayor parte del material orgánico contenido en la solución rica en ácido. Por tanto, la solución de ácido sustancialmente desprovista de carbono contiene una solución de ácido sulfúrico acuosa que contiene menos de 10 %, 9 %, 8 %, 7 %, 6 %, 5 %, 4 %, 3 %, 2 %, 1 %, 0,5 %, 0,3 %, 0,1 % en peso de un material de carbono.
La cantidad del material orgánico que queda tras la recuperación de ácido, en concreto el Carbono Orgánico Total (COT) puede determinarse a través de diferentes procedimientos, por ejemplo: (1) Analizador COT, y (2) titulación con KMnO4de análisis.
En algunas realizaciones, se puede medir el COT en partes por millón (ppm). En dichas realizaciones, la solución de ácido sustancialmente desprovista de carbono resultante contiene entre 0,05 y 900 ppm de COT. En algunas realizaciones, la cantidad de COT está entre 5 y 900 ppm, entre 5 y 500 ppm, entre 5 y 300 ppm, entre 10 y 900 ppm, entre 10 y 500 ppm, entre 10 y 300 ppm, entre 50 y 900 ppm, entre 50 y 500 ppm, entre 50 y 300 ppm, entre 100 y 900 ppm, entre 100 y 500 ppm, entre 100 y 300 ppm, entre 500 y 1.000 ppm, entre 600 y 1.000 ppm, entre 700 y 1.000 ppm, entre 800 y 1.000 ppm o entre 900 y 1.000 ppm.
En algunas realizaciones, la materia orgánica es insoluble en la solución ácida. En algunas realizaciones, la materia
orgánica es totalmente soluble en la solución ácida. En algunas realizaciones, la materia orgánica es una mezcla de dichos materiales, algunos son solubles y el resto son insolubles en la solución ácida. En algunas realizaciones, la materia orgánica comprende al menos 50 % de material insoluble (en la solución ácida). En algunas realizaciones, la materia orgánica comprende una mezcla de materiales solubles e insolubles, presente en una relación de 0,001:99,999, respectivamente (de la cantidad total, peso, de la materia orgánica que se va a oxidar o eliminar). En algunas realizaciones, la relación p/p es 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:7, 1:8, 1:9, 1:10, 10:1, 9:1, 8:1, 7:1,6:1, 5:1, 4:1, 3:1, 2:1, 2:3, 2:5, 2:7, 2:9, 2:11, 11:2, 9:2, 7:2, 5:2, 3:2, respectivamente.
Por ejemplo, las soluciones residuales que contienen ácido sulfúrico son productos de una gran variedad de procedimientos utilizados en la industria de la biomasa, en la que se trata biomasa, como pueda ser madera o productos de madera, con ácido para separar los distintos hidrocarburos, particularmente carbohidratos. Está muy extendido el uso de celulosa, que compone la mayor parte de la biomasa vegetal, en distintas industrias, particularmente, en la industria del papel, por ejemplo, soluciones ricas en ácido de productos de celulosa hidrolizados.
La celulosa nanocristalina (NCC) también conocida como whiskers de celulosa (CW) y nanocelulosa cristalina (CNC), son fibras producidas por hidrólisis ácida de celulosa, siendo normalmente mono cristales de celulosa de alta pureza. Por tanto, en dichos procedimientos para la producción de NCC, se utilizan grandes cantidades de ácido,por ejemplo, ácido sulfúrico, que se pueden regenerar, tal como se desvela en el presente documento.
Por tanto, la solución rica en ácido definida en el presente documento puede ser un subproducto de un procedimiento de producción de NCC o un subproducto de cualquier procedimiento químico que produzca la solución rica en ácido definida en el presente documento. Por tanto, el material de carbono se selecciona entre, ramnosa, arabinosa, xilosa, manosa, celulosa, glucosa, hidroximetilfurfural (HMF), ácido galacturónico, derivados de lignina, ácido levulínico, éteres de celulosa y ésteres de celulosa.
La concentración del ácido sulfúrico en la solución rica en ácido de NCC que comprende ácido un carbohidrato está entre 40 % y 63 %.
La cantidad de peróxido de hidrógeno como precursor oxidante que se añade a la formulación rica en ácido para permitir la síntesis in situ de ácido de Caro depende de distintos parámetros, entre otros, el tiempo de reacción, la temperatura, la concentración de carbohidratos, la relación ácido:sólido, tal como reconocen las personas expertas en la materia. El peróxido de hidrógeno se añade a la formulación rica en ácido a una concentración de entre aproximadamente 2 y aproximadamente 10%. En otras realizaciones, la cantidad del material precursor, por ejemplo, peróxido de hidrógeno, está entre 2 y 9 %, entre 2 y 8 %, entre 2 y 7 %, entre 2 y 6 %, entre 2 y 5 %, entre 2 y 4 %, entre 2 y 3 %, entre 3 y 10 %, entre 3 y 9 %, entre 3 y 8 %, entre 3 y 7 %, entre 3 y 6 %, entre 3 y 5 %, entre 3 y 4 %, entre 4 y 10 %, entre 4 y 9 %, entre 4 y 8 %, entre 4 y 7 %, entre 4 y 6 %, entre 4 y 5 %, entre 5 y 10 %, entre 5 y 9 %, entre 5 y 8 %, entre 5 y 7 %, entre 5 y 6 %, entre 6 y 10 %, entre 6 y 9 %, entre 6 y 8 %, entre 6 y 7 %, entre 7 y 10 %, entre 8 y 10 % o entre 9 y 10 %.
Breve descripción de los dibujos
Para entender mejor la materia objeto que se desvela en el presente documento y para ilustrar cómo se lleva a cabo en la práctica, se describirán a continuación realizaciones, a modo de ejemplos no exhaustivos solamente, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
Figuras 1A-C proporcionan una descripción general de la descomposición de carbohidrato en presencia de un oxidante fuerte.
Figura 1A representa los carbohidratos producidos tras la hidrólisis de celulosa. Figura 1B muestra el procedimiento de descomposición general de carbohidratos.
Figura 1C muestra un mecanismo indicado para la oxidación de carbohidratos mediante H2SO5 (ácido de Caro).
Figura 2 muestra el progreso de la reacción de oxidación supervisada por análisis colorimétrico utilizando 5 % H2O2.
Figuras 3A-B muestran la absorbancia frente al tiempo de oxidación utilizando 3% H2O2 (Figura 3A) y 7,5% H2O2 (Figura 3B) durante 0-19 días.
Figura 4 representa un ejemplo para la absorción del resto de las trazas orgánicas y agentes oxidantes en la solución utilizando carbón activo.
Figura 5 describe la absorción del resto de las trazas orgánicas y agentes oxidantes en la solución utilizando carbón activo a lo largo del tiempo.
Descripción detallada de realizaciones
La invención proporciona un procedimiento para separar o recuperar ácido desde soluciones ricas en ácido que comprende materia orgánica soluble y/o insoluble. La rentabilidad del procedimiento de la presente invención se mejora considerablemente en comparación con los procedimientos de la técnica anterior como resultado del uso de un oxidante que es capaz de oxidar sustancialmente de forma completa el material orgánico al mismo tiempo que deja sin afectar el material ácido, no afectando a pérdidas de ácido. En tal configuración, es posible llevar a cabo la recuperación de ácido a una temperatura relativamente baja, por ejemplo, por debajo de 100 °C, y a partir de
soluciones que contienen no menos de entre 100 y 400 veces más de contaminantes orgánicos.
Una ventaja adicional de la invención radica en el hecho de que no se forman, o se forman muy pocos productos secundarios no deseados, tales como materiales orgánicos oxidados solubles. Además, éstos se pueden eliminar por procesamiento posterior de la solución ácida.
Ejemplo 1: Procedimiento de recuperación de ácido a partir de formulaciones ricas en ácido
Se cargaron 7,54 kg de 30 % H2O2 (5 % del peso de H2O2 por peso de la solución final) a temperatura ambiente en 38 kg -60 % de una suspensión de ácido sulfúrico que contenía 2,2 % de carbohidratos (peso por peso de solución). La composición de la suspensión fue alrededor de 2/3 carbohidratos complejos insolubles (p.ej., celulosa, hemicelulosa) y 1/3 de carbohidratos solubles (monoméricos poliméricos) y sus derivados. Dicha formulación ácida contenía glucosa (9,8 g/l-30 g/l), galactosa (<0,2 g/l), arabinosa (<0,2 g/l), manosa (<0,2 g/l), xilosa (0.6 g/l -1,8 g/l), ácido fórmico (< 1 g/l), ácido acético (< 1 g/l), ácido levulínico (< 1 g/l), hidroximetilfurfural (HMF) (< 0,2 g/l) y furfural (< 0,2 g/l).
Se agitó la mezcla de reacción a temperatura ambiente hasta que desprendió calor o se sometió a reflujo (110 °-130 °) y se supervisó con un espectrofotómetro. Al cabo de 90 minutos la absorción en la región 400 nm-1100 nm alcanzó un mínimo, lo cual indicó que la mayor parte del material orgánico se había oxidado. A continuación, se enfrió la reacción. Después de 90 minutos, la solución era completamente transparente.
La formulación de ácido aclarada así obtenida estaba básicamente desprovista de materia orgánica o contenía cantidades de materia orgánica insignificantes. Para purificar más la formulación ácida, se llevaron a cabo las siguientes etapas opcionalmente.
Se cargaron 0,76 kg de carbón activo (2 % de carbón activo peso por peso del ácido al 60 % inicial), a temperatura ambiente, a una "solución aclarada" de 44 kg -50 % de solución de ácido sulfúrico al que contenía trazas de carbohidratos y -5 % de H2O2. Se mezcló la solución y se supervisó con un espectrofotómetro y se midieron los niveles de COT por filtración con KMnO4. Al cabo de 8 h, la absorción en la región 400 nm-1100 nm y la cantidad de título alcanzó el mínimo y se enfrió la reacción y se filtró. A continuación, se utilizó la "solución limpia" en otras reacciones de base ácida.
Ejemplo 2: Procedimiento general de recuperación de ácido desde formulaciones ricas en ácido a partir de procedimientos de producción de NCC
Se utilizó el procedimiento anterior también para recuperación de ácido de formulaciones ácidas utilizadas en procedimientos industriales para el uso de productos de papel, pulpa de papel o generalmente materiales de celulosa.
La secuencia general de las etapas de procedimiento se ilustra en el presente documento según la recuperación de ácido desde una solución rica en ácido que es una solución final en la producción de NCC. El procedimiento de la invención puede comprender:
Etapa 1. Separación de ácido sulfúrico concentrado desde la suspensión de NCC hidrolizada; y
Etapa 2. Descomposición de carbohidratos contenidos en la solución de ácido sulfúrico por adición de peróxido de hidrógeno.
Los productos oxidados se pueden eliminar después a través de multitud de maneras o etapas adicionales. El procedimiento de la presente invención puede comprender además otras etapas adicionales tal como sigue: Etapa 1. Separación de ácido sulfúrico concentrado desde la suspensión de NCC hidrolizada;
Etapa 2. Descomposición de carbohidratos contenidos en la solución de ácido sulfúrico por adición de peróxido de hidrógeno;
Etapa 3. Descomposición del resto de agentes oxidantes a través de diferentes procedimientos, tales como UV, carbón activo, etc.; y
Etapa 4. Opcionalmente, absorción del resto de las trazas orgánicas en la solución utilizando un adsorbente, como pueda ser carbón activo.
En un procedimiento que se lleva a cabo de acuerdo con la invención, al implementar las etapas 1, 2 y, opcionalmente, las etapas 3 y 4 y, para aumentar al máximo la recuperación de ácido sulfúrico, se llevó a cabo además una hidrólisis controlada de fibras de celulosa.
Las condiciones para la hidrólisis ácida utilizada para extraer las partículas cristalinas desde distintas fuentes de celulosa fueron muy estrechas (p.ej., concentración de ácido, tiempo de reacción, temperatura, relación ácido:sólido). Se sabe comúnmente que durante la hidrólisis y al final de ella, durante la producción de NCC, normalmente, se diluye la mezcla con agua para apagar la reacción y solamente entonces la mezcla experimenta una serie de separación y lavado (centrifugación o filtración). Cuanto más diluido está el ácido, menos rentable es la recuperación. Por tanto, la presente invención hace que dichas etapas de dilución sean innecesarias y, por tanto, es
rentable.
Ejemplo 3: Procedimiento de recuperación de ácido desde formulaciones ricas en ácido de procedimientos de producción de NCC
Etapa 1: Separación de ácido concentrado
Después de la separación de ácido sulfúrico concentrado desde la suspensión de NCC hidrolizada, se obtuvo la gran mayoría del peso de la mezcla de reacción en el sobrenadante en la primera separación. La "solución usada" contenía prácticamente todo el ácido usado originalmente en la reacción para preparar la NCC, junto con los carbohidratos solubles.
Precipitó NCC con parte del ácido originalmente puesto dentro.
Etapa 2: Descomposición de carbohidratos en solución de ácido sulfúrico mediante peróxido de hidrógeno La "solución usada" contenía distintos carbohidratos. La composición de la "solución usada" dependió de la materia prima celulósica en las condiciones de hidrólisis. Figura 1A muestra los carbohidratos producidos tras la hidrólisis de celulosa. Para una solución que también contenía otros sacáridos, como xilosa, manosa y otros derivados de hemicelulosa, se describieron productos similares. Figura 1B muestra el procedimiento de descomposición general de los carbohidratos.
La adición de peróxido de hidrógeno a ácido sulfúrico da como resultado la formación de ácido de Caro o solución de piraña. En la Figura 1C, que demuestra cómo se convierte la materia orgánica en dióxido de carbono, se proporciona un mecanismo indicado para la oxidación de los carbohidratos mediante ácido de Caro.
Se cargaron 7,54 kg de 30 % H2O2 (5 % del peso de H2O2 por peso de la solución final) a temperatura ambiente en una "solución usada" de 38 kg -60 % de una solución de ácido sulfúrico al que contenía 2,6 % de carbohidratos (peso por peso de solución). Se llevó a cabo la reacción de oxidación de la solución de ácido sulfúrico cinco días después de la separación de la mezcla de hidrólisis (etapa 1). A continuación, se sometió a reflujo (110°-130°) la mezcla de reacción y se supervisó con un espectrofotómetro. Al cabo de 90 minutos, la absorción en la región de 400 nm-1100 nm alcanzó un mínimo (Figura 2), lo cual indica que la mayor parte del material orgánico se había oxidado. A continuación, se enfrió la reacción. Se pudo observar la reducción del color con el tiempo. Después de 90 minutos, la solución era completamente transparente.
Tal como se muestra en las Figuras 3A-B, para una concentración de carbohidrato dada, el tiempo de oxidación óptimo fue 90 minutos hasta 6 días desde el día de la hidrólisis y la primera separación (es decir, etapa 1). Periodos prolongados requirieron tiempos de oxidación más prolongados. Sin embargo, la oxidación completa y la recuperación total de ácido fue siempre posible. El porcentaje mínimo óptimo del peróxido de hidrógeno requerido para oxidar la materia orgánica, dependió de la concentración de carbohidrato en la solución de ácido sulfúrico. La Figura 4 muestra que para una concentración de 2,6 %, 5 % H2O2 fue óptimo para algunas soluciones ya que permitió el mismo comportamiento de 7,5 % con menos dilución del ácido.
Etapa 3 (y Etapa 4): Absorción del resto de las trazas orgánicas y agentes oxidantes en la solución utilizando carbón activo.
La(s) etapa(s) opcionales en el procedimiento de recuperación tienen dos objetivos:
A. Eliminación de las trazas orgánicas que permanecen tras la etapa 2;
B. Eliminación del oxidante.
Se cargaron 0,76 kg de carbón activo (2 % de carbón activo peso por peso del ácido al 60 % inicial), a temperatura ambiente, a una "solución aclarada" de 44 kg -50 % de solución de ácido sulfúrico al que contenía trazas de carbohidratos y -5 % de H2O2. Se mezcló la solución y se supervisó con un espectrofotómetro y se midieron los niveles de COT por filtración con KMnO4. Al cabo de 8 h, la absorción en la región 400 nm-1100 nm y la cantidad de título alcanzó un mínimo (Figura 5) y se enfrió la reacción y se filtró. A continuación, se utilizó la "solución limpia" en otras reacciones de base ácida.
Claims (6)
1. Un procedimiento de recuperación de ácido sulfúrico a partir de una solución acuosa rica en ácido sulfúrico, comprendiendo la solución entre 40 % en peso y 63 % en peso de ácido sulfúrico y al menos un material orgánico que comprende material orgánico soluble e insoluble, comprendiendo el procedimiento:
- tratar dicha solución con 2 a 10 % en peso de peróxido de hidrógeno para permitir la formación in situ de ácido de Caro en la solución, a una temperatura entre 80 °C y 130 °C, en el que el material orgánico soluble e insoluble contenido en la solución se transforma en al menos una especie insoluble o gaseosa, y en el que el material orgánico se selecciona entre galactosa, ramnosa, arabinosa, xilosa, manosa, celulosa, glucosa, hidroximetilfurfural (HMF), ácido galacturónico, derivados de lignina, ácido levulínico, éteres de celulosa y ésteres de celulosa
- eliminar o permitir la separación de dichas especies insolubles o gaseosas de la solución ácida;
para producir una solución ácida sustancialmente enriquecida que está sustancialmente desprovista de materia orgánica.
2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la concentración de ácido sulfúrico está entre 59 % y 63 %.
3. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la solución rica en ácido sulfúrico es un subproducto de un procedimiento de producción de celulosa nanocristalina.
4. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la materia orgánica comprende al menos 50 % de materia insoluble.
5. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que se trata la solución con el peróxido de hidrógeno a una concentración de entre 4 y 6 % en peso.
6. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la solución ácida sustancialmente enriquecida que está sustancialmente desprovista de materia orgánica comprende entre 0,05 y 900 ppm de carbono orgánico total.
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