PROCEDE POUR LA FABRICATION DE L'ACIDE PERMONOSULFURIQUE.
La présente invention est relative à un procédé pour la fabrication de solutions d'acide permonosulfurique et aux produits obtenus par ce procédé.
Il semblerait que des solutions d'acide permonosulfurique n'ont pas encore été employées dans l'industrie , et une explication possible de ce fait serait qu'il n'y a pas eu jusqu'à présent un procédé satisfaisant pour sa fabrication.
La demanderesse a observé que lorsqu'on mélange entre eux des
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le laisse au repos, et ne peut par conséquent pratiquement pas être déployé dans le commerce tel quel.
L'un des objets de la présente invention est d'éviter ces inconvénients et de prévoir un procédé pratique pour la fabrication de solutions d'acide permonosulfurique qui puissent être transportées et manipulées commercialement.
Suivant le procédé de la présente invention pour la fabrication de solutions d'acide permonosulfurique, on mélange des quantités déterminées d'acide sulfurique concentré et de peroxyde d'hydrogène dans des conditions telles qu'il se produise de l'acide permonosulfurique, de 1-*acide sulfurique, de l'eau et du peroxyde d'hydrogène, le mélange résultant étant refroidi pour arrêter toute réaction ultérieure appréciable, et on effectue ensuite immédiatement une dilution appréciable au moyen d'eau pour produire
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sulfurique.
Suivant un mode de réalisation du procédé selon la présente irivention, le peroxyde d'hydrogène est mélangé avec un volume égal ou plus grand
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résultant est refroidi et dilué imméditament d'une manière appréciable avec de l'eau pour produire une solution aqueuse ne contenant pas plus de 15% en poids d'acide permonosulfurique.
Suivant un autre mode de réalisation du procédé selon le présente invention', le peroxyde d'hydrogène est mélangé avec un volume égal ou plus
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effet de réaction exothermique qui provient de la dilution de l'acide sulfurique, soit par l'application externe de chaleur, afin de provoquer la réaction entre le peroxyde d'hydrogène et l'acide sulfurique en vue de la formation de l'acide permonosulfurique, le mélange est refroidi et ensuite immédiatement dilué d'une manière appréciable avec de l'eau pour produire
une solution aqueuse ne contenant pas plus de 15% en poids d'acide permonosulfurique.
Le procédé selon la présente invention a pour résultat en général un produit contenant jusque 15% en poids d'acide permonosulfurique, jusque 15% en poids de peroxyde d'hydrogène, jusque 25% en poids d'acide sulfurique le reste étant de l'eau.
De préférence, le produit contient de 2,8 à 15% en poids d'acide permonosulfurique, 0,2 à 1,1% en poids de peroxyde d'hydrogène, 4,8 à 13% en
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Le procédé peut être réalisé avantageusement d'une manière conti-
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concentré qui s'écoule également à une vitesse pratiquement uniforme, le volume du courant d'acide sulfurique concentré étant égal ou plus grand que le volume de peroxyde d'hydrogène, le mélange résultant traversant un appareil de refroidissement et étant immédiatement dilué d'une manière appréciable avec de l'eau pour produire une solution aqueuse d'acide permonosulfurique ne contenant pas plus de 15% en poids d'acide permonosulfurique.
Les conditions doivent être telles que la température du mélange s'élève suffisamment pour permettre une formation rapide d'acide permonosul-
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être réalisé en permettant aux constituants du mélange de réagir entre eux avant de venir en contact avec la zone de refroidissement. Cependant, il est entendu que la durée ne doit pas être prolongée plus que ce qui est nécessaire pour donner le rendement optimum d'acide permonosulfurique, car autrement il y aura une perte d'oxygène avec réduction correspondante du rendement. En général, l'élévation de température est instantanée et la conversion chimique se fait alors immédiatement de sorte que la durée de la réaction avant le refroidissement n'est que de quelques secondes.
Lorsqu'on emploie des solutions de peroxyde d'hydrogène d'une concentration inférieure à 50% en poids, il n'est pas nécessaire en général de prévoir une certaine durée de réaction avant le refroidissement, car la modification chimique se produit dans le dispositif de refroidissement.
Une dilution effectuée pratiquement de suite présente de l'importance à cause de l'instabilité et de la condition du produit sous la forme non diluée qui présente de nombreux risques. Ainsi, un produit formé de
47% d'acide sulfurique, 43% d'a cide permonosulfurique, 5% d'eau et 5% de peroxyde d'hydrogène, présente des risquas car il provoquera des incendies de matières combustibles. Ainsi, si du coton ou de la laine sont mis en contact avec une telle solution, ce coton ou laine s'allumera et brûlera.
La dilution peut être effectuée en dirigeant le courant qui sort du dispositif de refroidissement, dans un réservoir d'eau qui peut contenir de la glace ou un autre réfrigérant.
Cependant, la méthode de dilution qui a été trouvée dans la pratique comme étant la plus avantageuse est de pomper la-proportion correcte d' eau par rapport au peroxyde et à l'acide sulfurique employés, dans la partie
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que dilué sera évacué de ce dispositif.
Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, deux dispositifs de re-
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le mélange et le second pour la dilution de ce mélange.
En général, un courant de un volume de peroxyde d'hydrogène pour trois ou quatre volumes d'acide sulfurique (poids spécifique 1,84) est suffisant pour donner une conversion élevée de peroxyde d'hydrogène en acide permonosulfurique.
La conversion n'est jamais complète et il y aura toujours une petite quantité de peroxyde d'hydrogène'dans le produit dilué formé.
Lorsqu'on emploie de plus petites quantités d'acide sulfurique,
il a été trouvé que la conversion est moindre d'une manière correspondante; notamment lorsque le courant\ d'acide sulfurique est de volume moindre que
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trop bas pour être économique.
La relation qui existe entre l'acide sulfurique et le peroxyde d'hydrogène sera mieux compris en examinant le rableau qui suit, qui contre
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que celui de l'acide sulfurique.
Tableau.
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que à la température ambiante. Des solutions plus diluées d'acide sulfurique ajoutées aux concentrations plus élevées de peroxyde ne donnent pas l'élévation de température qui a été trouvée essentielle et cela explique probablement les faibles rendements en acide permonosulfurique obtenus. Cependant, lorsque ces mélanges sont chauffes'avant l'opération de refroidissement on obtient un pourcentage de conversion beaucoup meilleur..
Les produits obtenus par la présente invention conviennent comme agents de blanchiment et pour divers autres buts.
Les exemples qui suivent montrent comment on peut réaliser le procédé selon l'invention.
Exemple 1.
On laisse écouler ensemble de l'acide sulfurique concentré (poids spécifique 1,84) et 50% en poids de peroxyde d'hydrogène, respectivement à
20 et 7,3 volumes par minute.
Le mélange s'est fait à l'embouchure d'un condenseur refroidi à l'eau disposé de telle manière que le mélange avait une durée de réaction de 1 seconde avant le refroidissement. La température de l'eau employée pour le refroidissement était de 15[deg.]G.
Le mélange refroidi sortant de ce condenseur fut conduit en même
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La solution s'écoulant du second condenseur contenait environ 6% en poids d'acide permonosulfurique, 81,5% en poids d'eau,-1?%.en poids d'acide sulfurique et 0,5% en poids de peroxyde d'hydrogène non converti, et était suffisamment stable pour les besoins commerciaux. La teneur,; en'acide permosulfurique restait pratiquement inchangée après un stockage de 30 jours et la conversion était supérieure à 80% du peroxyde employé avec un rendement d' environ 80%. La stabilité de cette solution était de deux semaines.
L'essai de stabilité pour cet exemple et pour les exemples qui suivent a été fait par titration de la solution pour déterminer sa teneur
en acide permonosulfurique. Lorsqu'on a observé dans la teneur une modification appréciable, notamment une diminution de 20% de la teneur en acide permonosulfurique, la période à laquelle ce changement commençait à se produire constituait la période de stabilité.
Exemple 2.-
De l'acide sulfurique concentré (poids spécifique 1;84) et.35%
en poids de peroxyde d'hydrogène ont été introduits ensemble, respectivement à raison de 20 et 6,8 volumes par minute.
L'écoulement des deux substances chimiques a.été arrangé de telle manière que leur mélange se fasse,'bien à l'intérieur de. la zone de refroi-
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Le mélange refroidi qui sortait du condenseur fut alors introduit dans un réservoir contenant de l'eau à environ 10[deg.]C et maintenu froid par de la glace. Cette dilution fut effectuée en prenant 2,000 volumes 'd'eau pour chaque
200 volumes d'acide sulfurique pris originellement.
La solution diluée ainsi obtenue contenait environ 2,8$ en poids d'acide permonosulfurique, 84% en poids d'eau, 13% en.poids d'acide sulfuri-
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les besoins commerciaux. La conversion était supérieure à 80% du peroxyde employé. Le rendement était.d'environ 80%. La stabilité de cette solution était de 3 semaines.
Exemple 3.
De l'acide sulfurique concentré (poids spécifique 1,84) et 90%
<EMI ID=17.1> nute respectivement. Le mélange s'est fait à l'entrée d'un condenseur refroidi à l'eau, l'eau étant à 15[deg.]C, et le mélange avait une durée de réaction d'environ 2 secondes avant le refroidissement.
Le mélange refroidi sortant du condenseur fut alors introduit dans un réservoir d'eau à environ 10[deg.], qui était maintenu froid par de la glace. Cette dilution fut effectuée en prenant 3.000 volumes d'eau pour chaque 200 volumes d'acide pris originellement.
La solution diluée ainsi obtenue contenait environ 7% en poids .
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besoins commerciaux.
La conversion était supérieure à 80% du peroxyde employé.
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semaines.
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Des courants à la température ambiante d'acide sulfurique concentré (poids spécifique 1,84) et 90% en poids de peroxyde d'hydrogène ont été introduits ensemble à raison de 20 et 12 volumes respectivement dans l'embouchure d'un condenseur refroidi à l'eau, refroidi à 10[deg.]C en un point tel que le mélange ait une durée de réaction d'environ 3 secondes avant de pénétrer dans la zone de refroidissement.
Le mélange refroidi fut alors introduit dans 200 volumes d'eau
à une température de 10[deg.]C, et maintenu froid par une chemise de glace.
La solution diluée ainsi obtenue contenait environ 12,5% en poids
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L'eau employée dans les exemples ci-dessus était une eau douce de bonne qualité. De l'eau dure et de l'eau contenant de fortes quantités d'impuretés donneraient un produit moins stable.
REVENDICATIONS