DE1802003A1

DE1802003A1 - Verfahren zur Gewinnung nichtwaessriger Wasserstoffperoxidloesungen

Info

Publication number: DE1802003A1
Application number: DE19681802003
Authority: DE
Inventors: Schreyer Dr Gerd; Troeger Dr Juergen; Weiberg Dr Otto; Weigert Dr Wolfgang
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1968-09-16
Filing date: 1968-10-09
Publication date: 1970-04-23
Also published as: AT284786B; GB1279302A; CS154643B2; NL6912596A; NL160786C; CH535717A; SE343839B; BE738897A; RO56022A; NL160786B; FR2018153A1; ES370782A1

Description

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DEUTSCHE GOLD- UND SILBER-SCIIEIDEANSTALT VORMALS ROESSLER Frankfurt am Main, ¥eissfrauenstrasse 9

Verfahren zur Gewinnung nichtwässriger Wasserstoffperoxidlösungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung nichtwässriger Wassers toffperoxidlösungen.

Dei der Darstellung von Wasserstoffperoxid nach dem Anthrachinonverfahren verwendet man eine Lösung (hier kurz Arbeitslösung genannt) von einem oder mehreren Alkalianthrachinonen in einem hochsiedenden und gegen Sauerstoff und Wasserstoffperoxid beständigen Lösungsmittel. Als Alkalianthrachinone werden z. B. 2-Äthyl-, 2-But}'!-, 2-Isopropyl-, 2-Amyl-Anthrachinon und deren teilweise kernhydrierten Derivate eingesetzt. Als Lösungsmittel werden unter anderem, einzeln oder im Gemisch, Alkylbenzole, Paraffine, höhere Alkohole, Tetralin, Dimethylnaphthalin und Ester, wie Methylcyclohexylacetet und Trioctylphosphat verwendet.

Die Arbeitslösung wird an Ilydrierkatalysatoren, wie z. B. Palladium-Mohr, Palladium-Träger-Kontakt oder Raney-Nickel hydriert, wobei ein mehr oder weniger grosser Teil der Anthrachinone in die entsprechenden Hydrochinone übergeht. Nach Abtrennung des Hydrierkontaktes wird die Hydrochinone enthaltende Arbeitslösung in der Oxydationsstufe mit Luft, Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherter Luft begast. Hierbei wird das Anthrahydrochinon wieder zum Anthrachinon oxydiert, wobei als Nebenprodukt in der Lösung Wasserstoffperoxid entsteht.

In der gewöhnlich auf die Oxydation folgenden Extraktionsstufο wird das . .isserstoffperoxid mit Wassor extrahiert und liegt dann als wässrige Lösung vor.

Nach dom Trocknen wird die Arbeitslösung wieder in die Hydrierstufe eingeschleust, und der Kreislauf beginnt erneut. An verschiedenen Stollen im Kreislauf können Regenerations- oder Reinigungsstufen eingeschaltet sein, um störende Abbauprodukte, die ebenfalls ent-

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stehen, zu regenerieren oder zu entfernen.

Aus den durch Extraktion erhaltenen wässrigen Lösungen muss das Wasserstoffperoxid, falls es in nichtwässriger Lösung, z.B. zur Oxydation eingesetzt werden soll, in ein organisches Losungsmittel überführt werden. Hierzu sind umständliche und kostspielige Schleppdestillationen zur Entfernung des Wassers nötig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, mit dem sich unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Verfahren, unmittelbar Lösungen von Wasserstoffperoxid in organischen Lösungsmitteln herstellen lassen.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, welches darin besteht, dass man aus den wasserstoffperoxidhaltigen Arbeitslösungen, die bei der Wasserstoffperoxidherstellung nach dem Anthrachinonverfahren nach der Oxydationsstufe erhalten werden, mit Hilfe einer Strippdestillation unter vermindertem Druck und unter Verwendung von Dämpfen organischer Lösungsmittel als Strippmittel»WasserstoiTperoxid abtrennt und nach Kondensation als nichtwässrige Lösung in dem zum Strippen benutzten Lösungsmittel gewinnt, gegebenenfalls gleichzeitig abgeschiedene Anteile der Arbeitslösung in einem Phasentrenngefäss abscheidet und in den Kreislauf zurückführt, Im Gegensatz zu der bekannten Arbeitsweise erhält man nach diesem Verfahren unmittelbar Lösungen von Wasserstoffperoxid in dem zum Strippen verwendeten organischen Lösungsmittel.

Die Strippdestillation wird vorzugsweise bei Drücken zwischen 5 und 60 Torr und bei Temperaturen zwischen 30 und 110* C durchgeführt.

Zum Strippen eignen sich am besten die Dämpfe solcher Sub- ^ stanzen, die Wasserstoffperoxid lösen und unter den Ver- - """ fahrensbedingungen nicht angegriffen werden. Zu diesen *"©

ο Substanzen zählen, abhängig vom späteren Verwendungszweck, beispielsweise Carbonsäuren, wie Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure oder Ester, wie Ä'thylaoetat,

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Propylacotat, Butylacetat. Aber auch Alkohole, wie Propanol, Butanol, Cyclohexanol haben sich als sehr geeignet erwiesen.

Beabsichtigt man etwa eine Weiterverarbeitung der organischen Wasserstoff poroxidlösung auf Persäuren, so verwendet man als Strippmittel die entsprechende Basissäuro, also z. B. bei der Herstellung von Peressigsäure die Essigsäure.

Man kann zum Strippen aber auch Gemische aus Carbonsäuren und Estern oder aus Alkoholen und Estern verwenden. g

Beim Strippen kann in vielen Fällen das Mitübergehen von Anteilen der Arbeitslösung durch Anwendung eines geringen Rücklaufes in der Strippapparatur, der etwa einem Rücklaufverhältnis (R : E) von 1,5 bis 0,5 entspricht, vormieden werden.

Beim Strippen gegebenenfalls übergegangene, mit dem wasseretoffperoxidhaltigen Strippmittel nicht mischbare Anteile der Arbeitslösung kann man von dem wasserstoffperoxidhaltigen Strippmittel durch Phasentrennung ohne Schwierigkeit isolieren und in die im Kreislauf befindliche Arbeitslösung zurückführen. Dies ist z. D. der Fall bei der Verwendung der Essigsäure als Strippmittel. Besteht die Arbeitslösung z. B. aus Alkylanthrachinon, Trloctylphosphat und I Alkylbenzolen, so geht mit der Essigsäure und dem Wasserstoffperoxid Alkylbenzol über. Dieses trennt sich in der Vorlage von der Lösung des Wasserstoffperoxids in Essigsäure ab,,so dass bei einer Ausführung der Vorlage als Phas«ntrenngefäss, eine einfache Isolierung des Alkylbenzole möglich ist. Von Vorteil ist dabei, dass das

Q Alkylbenzol allenfalls geringe Mengen Wjsserstoffperoxid enthält.

-» Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiele und der anlie-

>n. genden Zeichnung im folgenden weiter erläutert. ° Beispiel

Auf den Kopf 11 einer Strippkolonne 1 wurde eine auf 70 C vorgewärmte, aus dom Kreislauf dos AntUrachinonprozesses stammende Lösung

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von 9»3 g Wasserstoffperoxid in einem Liter eines Gemisches aus 272 ml Trioctylphosphat, 633 ml Tetramethylbenzolen und 120 g Äthylanthrachinon aufgegeben. Die Arbeitslösung fliesst über die Kolonne und verlässt diese im untersten Teil bei 12 über einen FlUssigkeitsabschluss.

Im unteren Teil der Kolonne bei 13 wird auf 100° C überhitzter Essigsäuredampf in die unter einem Druck von 18 Torr betriebene Kolonne eingeblasen. Am Kopf der Kolonne verlässt der Essigsäure-· strippdampf zusammen mit Wasserstoffperoxid und einer kleinen Menge Tetramethylbenzol die Kolonne, wird im Kühler 2 kondensiert und im Abscheider 3 abgeschieden. 9-8 $ des auf die Kolonne 1 aufgegebenen Wasserstoffperoxids finden sich im Abscheider 3» der Rest in der am Sumpf der Kolonne bei 12 ablaufenden Arbeitslösung. Bei 13 werden pro Liter Arbeitslösung 80 g Essigsäuredampf eingeblasen, von denen mit dem Destillat 53 S übergehen. Der Rest verbleibt in dem Kolonnenablauf. Im Abscheider 3 fällt eine Lösung von 1^,7 Gew.% H₂O₃ in Essigsäure an. Gleichzeitig scheiden sich pro Liter eingesetzter Arbeitslösung 28 g Tetramethylbenzol ab. \ Durch Aufheizen des Sumpfes kann die im Ablauf 12 vorhandene Essigsäuremenge wesentlich verringert oder überhaupt entfernt werden.

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Claims

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Pa t θ η* ta η α ρ r Ü ο he

y Verfahren zur Herstellung nichtwässriger Wasserstoffperoxidlösungen, dadurch gekonnzeichnet, dass man aus den wasserstoff peroxidhaltigen Arbeitslösungen, die bei der Wasserstoffperoxidherstellung nach dem Anthrachinonverfahren nach der Oxydationsstufe erhalten werden, mit Hilfe einer Strippdestillation unter vermindertem Druck und unter Verwendung von Dämpfen organischer Lösungsmittel als Strippmittel, Wasserstoffperoxid abtrennt und nach Kondensation als nichtwässrige Lösung in dem zum Strippen benutzten Lösungsmittel gewinnt, gegebenenfalls gleichzeitig abgeschiedene Anteile der Arbeitslösung in einem Phasentrenngefäss abscheidet und in den Kreislauf zurückführt»

2.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strippdestillation bei Drücken zwischen 5 und 60 Torr und bei Temperaturen zwischen 30 und 110 C durchgeführt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Strippen Dämpfe Wasserstoffperoxid lösender, unter den Verfahrensbedingungen weitgehend chemisch stabiler Lösungsmittel, verwendet werden.

k. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Strip pen Carbonsäuren, wie z. B. Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure oder Ester, wie z. B. Äthylacetat, Propylacetat,. Butylacetat oder Alkohole, wie z. B. Propanol, Butanol, Cyclohexanol, verwendet werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, dass zum Strippen Gemische aus Carbonsäuren und Estern oder aus Alkoholen und Estern verwendet werden.

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6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5t dadurch gekennzeichnet, dass man beim Strippen das Mitübergehen von Anteilen der Arbeitslösung durch Anwendung eines geringen Rücklaufs in der Strippapparatur, der vorzugsweise etwa einem Rücklaufverhältnis (Π : Ε) von 1,5 bis 0,5 entspricht, vermeidet.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Strippen gegebenenfalls übergegangene, mit dem Wasserstoffperoxid enthaltenden Strippmittel nicht mischbare Anteile der Arbeitslösung, von dem wasserstoffperoxidhaltigen Strippmittel durch Phasentrennung isoliert.und in die im Kreislauf befindliche Arbeitslösung zurückgeführt werden.

10. 9. 1968
Dr.Kr/Ta

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