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Diazotación
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La reacción de diazotación se refiere a la reacción entre aminas primarias y ácido nitroso a bajas temperaturas para producir sales de diazonio. Esta reacción es ampliamente reconocida como uno de los procesos químicos peligrosos clave regulados por las autoridades nacionales de seguridad, debido a sus riesgos potenciales. Los reactivos de diazotación se preparan típicamente in situ mediante la reacción entre nitrito de sodio y ácidos inorgánicos como ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido perclórico o ácido fluorobórico.
Las sales de diazonio son intermediarios cruciales en la síntesis de varios compuestos farmacéuticos y biomédicos. Su capacidad para sufrir una amplia gama de sustituciones y reacciones de acoplamiento las hace indispensables en la preparación de moléculas complejas. La reacción de diazotación es fundamental en la producción de colorantes azoicos, que se utilizan ampliamente en las industrias textil, de impresión y de pintura. La reacción de acoplamiento entre sales de diazonio y aminas aromáticas o fenoles genera compuestos azoicos coloridos. En el campo de los productos químicos finos, la diazotación se emplea para sintetizar compuestos específicos con propiedades y funcionalidades únicas, a menudo sirviendo como bloques de construcción clave en vías sintéticas complejas.
Requisitos Regulatorios
Todos los países promueven la aplicación de la tecnología de reacción continua a través de la Gestión de la Seguridad de los Procesos (PSM) y las evaluaciones de riesgos, con el fin de reducir los riesgos de explosión, fugas y otros peligros asociados con los procesos de diazotación. Las empresas de producción de todo el mundo deben priorizar la adopción de equipos de reacción continua automatizados de acuerdo con las regulaciones locales y mejorar el análisis HAZOP (Estudio de Peligros y Operabilidad) y los SIS (Sistemas Instrumentados de Seguridad) para cumplir con los requisitos de cumplimiento.
País/Región |
Nombre del estándar/reglamento |
Autoridad emisora |
Recomendaciones clave y requisitos principales |
Estados Unidos |
OSHA 29 CFR 1910.119 (Estándar de gestión de la seguridad de los procesos)** |
Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA) |
Requiere controles de ingeniería (por ejemplo, procesos de reacción continua) para procesos de alto riesgo (por ejemplo, diazotación) para mitigar los riesgos de fuga; exige control de interbloqueo y monitoreo automatizado. |
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Pautas del CCPS para la automatización segura de procesos químicos |
Centro para la Seguridad de los Procesos Químicos (CCPS) |
Recomienda reemplazar los procesos por lotes con reacciones continuas; especifica los requisitos para la alimentación automatizada, el control de retroalimentación de temperatura/presión en tiempo real. |
Unión Europea |
**ATEX 2014/34/UE (Directiva sobre equipos de protección contra explosiones)** |
Comisión Europea |
Exige un diseño a prueba de explosiones (por ejemplo, certificación Zona 1/2) para equipos de reacción continua para garantizar un funcionamiento seguro en entornos inflamables. |
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**CEN/TR 16793 (Pautas de seguridad para procesos de reacción continua en la industria química)** |
Comité Europeo de Normalización (CEN) |
Prioriza la tecnología de reacción continua para reducir la acumulación intermedia; requiere la integración de SIS (Sistema Instrumentado de Seguridad). |
China |
**AQ/T 3034-2022 (Pautas para la gestión de la seguridad de los procesos químicos)** |
Ministerio de Gestión de Emergencias |
Exige procesos continuos o semicontuos para la diazotación; requiere controles automatizados, cierre de emergencia y sistemas de alivio de presión. |
Japón |
**JIS K 7210 (Normas de seguridad para equipos de reacción química)** |
Comité de Normas Industriales de Japón (JISC) |
Requiere equipos de reacción continua para procesos de alto riesgo (por ejemplo, diazotación) con controles de temperatura duales y monitoreo remoto. |
|
Pautas para la Ley de control de sustancias químicas |
Ministerio de Economía, Comercio e Industria (METI) |
Recomienda procesos continuos para minimizar el inventario de materiales peligrosos; requiere la presentación de informes de evaluación de seguridad (incluido el análisis HAZOP). |
Caso
PMG optimizó un proceso de diazotación para intermedios farmacéuticos para un cliente. La reacción es un proceso bifásico líquido-líquido, que produce un producto líquido. La capacidad de producción anual diseñada es de 3.000 m³/año. La configuración industrial incluye un reactor tubular con un volumen de retención de 15 L.
● Materia prima 1: Una solución de clorhidrato de tiazol disuelto en ácido clorhídrico concentrado se alimenta al reactor tubular dinámico mediante la bomba P101.
● Materia prima 2: Una solución de nitrito de sodio se introduce en el reactor tubular dinámico mediante la bomba P102.
Después de una mezcla y reacción continuas con un tiempo de residencia de 30 segundos, el producto sale del reactor.
Detalles clave:
● Tipo de proceso: Diazotación líquido-líquido.
● Tipo de reactor: Reactor tubular dinámico (mayor eficiencia de mezcla).
● Tiempo de residencia: 30 segundos (garantizando una reacción rápida y controlada).
● Producción: 3.000 m³/año (equivalente a ~0,416 m³/h de operación continua).
Este diseño minimiza la acumulación intermedia, mejora la seguridad y logra altas tasas de conversión (>95%) a través de un control preciso de la temperatura y el flujo.
Ecuación de reacción
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Equipo de prueba a pequeña escala |
Equipo a escala piloto e industrial |
Comparación de datos de eficiencia de producción
| Artículo | Reactor por lotes | Reactor de microcanales |
| Personal requerido | 12 | 3 |
| Superficie | 80-120m 2 | 6m2 |
| Tiempo de reacción | 4-8 horas | 3mins |
| Tasa de conversión | 85% | 95% |
| Nivel de seguridad | Bajo | Alto |
| Modo de operación | Por lotes | Continua |
| Seguridad | Pobre (diseño complementario a prueba de explosiones (ExdIIBT4), válvula de alivio de presión de emergencia y sistema de protección de nitrógeno). | Alto |
| Costo del equipo | Bajo | Ligeramente alto |
| Características | Alta contaminación, baja eficiencia | Eficiente, ecológico, respetuoso con el medio ambiente |
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