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Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxyd
Es ist bekannt, Wasserstoffperoxyd nach dem sogenannten Anthrachinonverfahren herzustellen.
Hiebei wird ein Anthrachinon, das auch substituiert sein kann, gegebenenfalls im Gemisch mit dem entsprechenden Hydroanthrachinon, in organischer Lösung und in Gegenwart eines Katalysators zunächst mit Wasserstoff hydriert. Die so erhaltene Lösung wird dann mit Luft oder Sauerstoff behandelt. Die oxydierte Arbeitslösung behandelt man mit Wasser, wobei das gebildete Wasserstoffperoxyd in die wässerige Phase übergeht. Die Arbeitslösung kehrt dann im Kreislauf wieder zur Hydrierstufe zurück.
Als Hydrierungskatalysatoren werden bei diesem Verfahren mit gutem Erfolg Metalle der Platingruppe auf Trägern verschiedener Art, z. B. auf Aluminiumoxyd, verwendet.
Neben der Hydrierung und Oxydierung finden verschiedene Nebenreaktionen statt, die unerwünscht sind. Hiebei werden die Anthrachinone zersetzt, so dass sie nicht mehr als Reaktionsträger wirken können. Nach einiger Zeit ist es notwendig, diese Nebenprodukte aus der Arbeitslösung zu entfernen oder diese auf eine andere Art zu regenerieren.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass die Ausbeute bei der Herstellung von Wasser- stoffperoxyd erhöht und Nebenreaktionen vermieden werden können, wenn man in der Hydrierstufe die Arbeitslösung mit einer solchen Geschwindigkeit durch den fest angeordneten Hydrierungskatalysator leitet, dass in jeder Minute
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mässig, einen Katalysator zu verwenden, dessen Korngrösse 0, 15-5 mm beträgt.
Die Hydriertemperatur kann innerhalb der üblichen Grenzen gehalten werden, z. B. zwischen der Raumtemperatur und etwa 1000 C. Im allgemeinen ist es zweckmässig, das Hydrieren bei tieferen Temperaturen durchzuführen.
Als Katalysatoren im Sinne der Erfindung kommen die Metalle der 8. Gruppe des periodischen Systems in Betracht, die entweder in poröser Form, z. B. als Raney-Nickel oder auf Trägern, z. B. Palladium auf Aluminiumoxyd, verwendet werden können. Als Träger für die Katalysatoren kommen weiterhin in Betracht Kohlenstoff, Erdalkalikarbonate, Karbide, Oxyde, Silikate u. dgl.
Die nachstehende Tabelle zeigt die Wirkung der Durchflussgeschwindigkeit. Die Werte in der zweiten Spalte bedeuten die Mole Wasserstoffperoxyd, die stündlich von 11 des Katalysators erzeugt werden, wenn die Arbeitslösung bei verschiedenen Geschwindigkeiten über den Katalysator geleitet wird. Als Katalysator wurde hiebei Aluminiumoxyd, das mit 1% Palladium imprägniert war, verwendet. Als Arbeitslösung wurde eine Lösung von 35% 2-Äthylanthrachinon und 65% Tetrahydroäthylanthrachinon in einem
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Liter der Arbeitslösung waren 105 g des Anthrachinongemisches enthalten.
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<tb>
<tb>
Durchfluss- <SEP> Ausbeute
<tb> geschwindigkeit <SEP> Mol <SEP> H2O2/l
<tb> I/min/m' <SEP> Katalysator
<tb> 0 <SEP> 0
<tb> 16 <SEP> 0, <SEP> 45 <SEP>
<tb> 100 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP>
<tb> 140 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP>
<tb> 225 <SEP> 0, <SEP> 9 <SEP>
<tb> 540 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP>
<tb> 1050 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP>
<tb> 2150 <SEP> 0,9
<tb>
Diese Zahlen zeigen deutlich, dass bei bestimmten Durchflussgeschwindigkeiten, die zwischen 200 und 2000 1 liegen, die besten Ausbeuten erhalten werden.
Es wurde ferner gefunden, dass nach dem Verfahren der Erfindung mit besonderem Erfolg gearbeitet werden kann, wenn der Wasserstoffdruck zwischen l und 25 at liegt.
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Beispiel :
Eine Arbeitslösung, wie sie oben bei der Beschreibung in der Tabelle gekennzeichnet ist, wird über einen Katalysator geleitet, der aus metallischem Palladium auf Aluminiumoxyd besteht und eine durchschnittliche Teilchengrösse von 0, 8mm besitzt. Der Wasserstoffdruck beträgt 2 at. Die Durchflussgeschwindigkeit wird so gehalten, dass in jeder Minute 12001 je m2 Katalysatorquerschnitt durchfliessen. Die Arbeitslösung wird im Kreislauf geführt, wobei jeweils etwa 8% der Lösung abgezweigt und durch eine frische Lösung ersetzt werden. Nach 1152 Arbeitsstunden beträgt der Verlust an aktivem Anthrachinon weniger als 1%. Während derselben Zeit wurden durch Oxydation der Arbeitslösung und Auswaschen mit Wasser 370 kg Wasserstoffperoxyd erhalten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxyd durch Hydrieren einer Lösung eines Anthrachinons oder eines alkylierten Anthrachinons in Gegenwart eines Metalles der 8. Gruppe des periodischen Systems, Oxydieren der so hydrierten Arbeitslösung, Auswaschen des so gebildeten Wasserstoffperoxyds mit Wasser und Rückführung der Arbeitslösung in die Hydrierstufe unter Verwendung eines fest angeordneten Katalysators, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitslösung mit einer Geschwindigkeit von 200 bis 20001/min/m2 Katalysatorquerschnitt durch den Katalysator hindurchgeleitet wird.