El proceso de peróxido es un método para la producción industrial de hidrazina .
En este proceso se utiliza peróxido de hidrógeno como oxidante en lugar de hipoclorito de sodio , que se utiliza tradicionalmente para generar hidracina. La principal ventaja del proceso de peróxido para la hidracina en relación con el proceso tradicional de Olin Raschig es que no produce sal. En este sentido, el proceso de peróxido es un ejemplo de química verde . Dado que se producen muchos millones de kilogramos de hidracina al año, este método tiene importancia tanto comercial como ambiental. [1]
En la forma habitual de aplicación, se utiliza peróxido de hidrógeno junto con acetamida . Esta mezcla no reacciona directamente con el amoniaco , sino que lo hace en presencia de metiletilcetona para dar la oxaziridina .
Las ecuaciones balanceadas para los pasos individuales son las siguientes. Formación de iminas por condensación:
Oxidación de la imina a oxaziridina:
Condensación de la oxaziridina con una segunda molécula de amoniaco para dar la hidrazona:
La hidrazona luego se condensa con un segundo equivalente de cetona para dar la ketazina :
Las condiciones típicas del proceso son 50 °C y presión atmosférica, con una mezcla de alimentación de H 2 O 2 :cetona:NH 3 en una relación molar de aproximadamente 1:2:4. [2] La metil etil cetona es ventajosa con respecto a la acetona porque la ketazina resultante es inmiscible en la mezcla de reacción y se puede separar por decantación. [2] También se ha descrito un proceso similar basado en benzofenona . [3]
La etapa final implica la hidrólisis de la ketazina purificada:
La hidrólisis de la azina es catalizada por ácido , de ahí la necesidad de aislar la azina de la mezcla de reacción inicial que contiene amoníaco. También es endotérmica [4] , por lo que requiere un aumento de la temperatura (y la presión) para desplazar el equilibrio a favor de los productos deseados: cetona (que se recicla) e hidrato de hidrazina [5] . La reacción se lleva a cabo por simple destilación del azeótropo: las condiciones típicas son una presión de 8 bar y temperaturas de 130 °C en la parte superior de la columna y 179 °C en la parte inferior de la columna. El hidrato de hidrazina (solución acuosa al 30-45%) se elimina por la base de la columna, mientras que la metiletilcetona se destila por la parte superior de la columna y se recicla [5] .
El proceso de peróxido, también llamado proceso Pechiney-Ugine-Kuhlmann , fue desarrollado a principios de la década de 1970 por Produits Chimiques Ugine Kuhlmann . [6] [5] Originalmente, el proceso utilizaba acetona en lugar de metiletilcetona. [6] La metiletilcetona es ventajosa porque la ketazina resultante es inmiscible en la mezcla de reacción y se puede separar por decantación. [2] [7] La planta de hidrato de hidrazina más grande del mundo está en Lannemezan , Francia, y produce 17 000 toneladas de productos de hidrazina al año. [8]
Antes de la invención del proceso de peróxido, ya se había comercializado el proceso de ketazina de Bayer. En el proceso de Bayer, la oxidación del amoniaco mediante hipoclorito de sodio se lleva a cabo en presencia de acetona. El proceso genera ketazina, pero también cloruro de sodio: [1]