BR112016007350B1

BR112016007350B1 - Processo para fabricar uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio purificada; e processo para fabricar óxido de propileno (1,2-epoxipropano)

Info

Publication number: BR112016007350B1
Application number: BR112016007350-9A
Authority: BR
Inventors: Lieven Hooghe; Juan-Teva Carlier; Pierre Dournel; Henk VENBRUX
Original assignee: Solvay Sa
Priority date: 2013-10-02
Filing date: 2014-10-02
Publication date: 2022-09-27
Also published as: JP2016531822A; US10099924B2; BR112016007350A8; EP3052439B2; KR102351913B1; BR112016007350A2; ES2753973T3; CN105593164B; CA2924383C; JP2019006779A; CN105593164A; RU2016116809A3; US20180370798A1; RU2016116809A; SG11201602575UA; KR20160065911A; KR20210106586A; CA2924383A1; EP3156365A1; MY178061A

Abstract

PROCESSO PARA FABRICAR UMA SOLUÇÃO AQUOSA DE PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO PURIFICADA; E PROCESSO PARA FABRICAR ÓXIDO DE PROPILENO (1,2-EPOXIPROPANO). Processo para fabricar uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio purificada, em que uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio em bruto é submetida a uma operação de lavagem com pelo menos um solvente orgânico, e em que um agente quelante organofosforado é adicionado ao solvente orgânico.

Description

[001] Este pedido reivindica prioridade do pedido europeu no 13187128.7 depositado no dia 2 de outubro de 2013 e do pedido europeu no 14175503.3 depositado no dia 13 de julho de 2014, sendo que o conteúdo integral desses pedidos está incorporado no presente documento a título de referência para todos os propósitos.

[002] A presente invenção se refere a um processo para fabricar uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio purificada.

[003] O peróxido de hidrogênio é um dos produtos químicos inorgânicos mais importantes a serem produzidos em todo o mundo. Suas aplicações industriais incluem têxteis, branqueamento de papel e polpa, síntese orgânica (óxido de propileno), a fabricação de produtos químicos inorgânicos e detergentes, aplicações ambientais e outras aplicações.

[004] A síntese de peróxido de hidrogênio é predominantemente alcançada com o uso do processo Riedl- Pfleiderer, também denominado processo de ciclo de antraquinona ou processo de AO (auto-oxidação).

[005] Esse processo cíclico bem conhecido usa tipicamente a auto-oxidação de pelo menos uma alquilantrahidroquinona e/ou de pelo menos uma tetrahidroalquilantrahidroquinona, mais frequentemente, 2- alquilantraquinona, à alquilantraquinona e/ou tetrahidroalquilantraquinona correspondente, o que resulta na produção de peróxido de hidrogênio.

[006] A primeira etapa do processo de AO é a redução em um solvente orgânico da quinona escolhida (alquilantraquinona ou tetrahidroalquilantraquinona) na hidroquinona correspondente (alquilantrahidroquinona ou tetrahidroalquilantraquinona) com o uso de gás hidrogênio e um catalisador. A mistura de solventes orgânicos, hidroquinona e espécies de quinona (solução de trabalho, WS) é, então, separada do catalisador e a hidroquinona é oxidada com o uso de oxigênio, ar ou ar enriquecido com oxigênio, regenerando, desse modo, a quinona com formação simultânea de peróxido de hidrogênio. O solvente orgânico de escolha é tipicamente uma mistura de dois tipos de solventes, sendo que um é um bom solvente do derivado de quinona (por exemplo, uma mistura de compostos aromáticos) e o outro é um bom solvente do derivado de hidroquinona (por exemplo, um álcool de cadeia longa). O peróxido de hidrogênio é, então, tipicamente extraído com água e recuperado na forma de uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio em bruto, e a quinona é retornada para o hidrogenador para concluir o ciclo.

[007] É conhecido o uso de peróxido de hidrogênio na presença de um catalisador heterogêneo para converter uma olefina em um oxirano, mais particularmente, para converter propileno em óxido de propileno (1,2- epoxipropano) através de reação com peróxido de hidrogênio. Tal processo é realizado, em geral, grandes usinas que consomem grandes quantidades de peróxido de hidrogênio. Assim como muitos outros processos de oxidação orgânicos (catalíticos), exige reagentes puros sem nenhum risco de precipitação de processo, isto é, um teor de metal da ordem de 10 ppb. No caso de fabricação de óxido de propileno, observou-se, a saber, que, se metais estiverem presentes, como Fe (provenientes do material de construção do aparelho usado) ou Al (proveniente do catalisador) e até mesmo em pequenas quantidades de entre 50 e 200 ppb, esses reagem com os reagentes alimentados ao reator e levam à precipitação de materiais insolúveis que, por sua vez, levam a uma obstrução de filtro.

[008] Os pedidos de patente EP 529723 e EP 965562 no nome da Depositante descrevem um processo para fabricar uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio purificada, no qual uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio em bruto é submetida a uma operação de lavagem com pelo menos um solvente orgânico. Em tal processo, a lavagem é destinada a remover do peróxido, resíduos de solução de trabalho, isto é, quinonas e seus produtos de degradação. Os solventes são, em geral, aqueles do processo de AO em questão usados normalmente para dissolver as quinonas a fim de produzir a solução de trabalho (sendo que os solventes são, em geral, circulados a partir da lavagem em bruto para o ciclo principal). O propósito dessa lavagem em bruto tradicional é reduzir o TOC (matéria orgânica) no peróxido e essa não tem nenhum efeito nas impurezas inorgânicas (Al, Fe, etc.) .

[009] Por outro lado, várias técnicas (filtração por membrana, destilação, etc.) estão disponíveis quando peróxidos ultrapuros são necessários, porém, são muito dispendiosas ou não são adequadas para aplicações de alto volume (>100000 t por ano).

[010] O propósito da presente invenção consiste, desse modo, em fornecer um processo melhorado para a preparação de peróxido de hidrogênio, em particular, um novo método para produzir peróxido de hidrogênio com uma baixa concentração de metais de fácil precipitação (Al, Fe, Cr, etc.), o qual não é dispendioso e é adequado para altos volumes.

[011] A presente invenção se refere, portanto, a um processo para fabricar uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio purificada, em que uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio em bruto é submetida a uma operação de lavagem com pelo menos um solvente orgânico, e em que um agente quelante organofosforado é adicionado ao solvente orgânico.

[012] O termo "lavagem" é destinado a se referir a qualquer tratamento, o qual é bem conhecido na indústria química, de uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio em bruto com um solvente orgânico que é destinado a reduzir o teor de impurezas na solução aquosa de peróxido de hidrogênio. Essa lavagem pode consistir, por exemplo, na extração de impurezas na solução aquosa de peróxido de hidrogênio em bruto por meio de um solvente orgânico em aparelhos, como extratores centrífugos ou colunas de extração de líquido/líquido, por exemplo, que operam no sentido contra a corrente. Colunas de extração de líquido/líquido são preferenciais. Entre as colunas de extração de líquido/líquido, colunas com placas perfuradas são preferenciais.

[013] Em uma modalidade preferencial, a solução aquosa de peróxido de hidrogênio em bruto é lavada diversas vezes, isto é, pelo menos duas vezes sucessivamente ou até mesmo mais vezes, como exigido para reduzir o teor de impurezas a um nível desejado.

[014] A expressão "solução aquosa de peróxido de hidrogênio em bruto" é destinada a se referir as soluções obtidas diretamente de uma etapa de síntese de peróxido de hidrogênio ou de uma etapa de extração de peróxido de hidrogênio ou de uma unidade de armazenamento. A solução aquosa de peróxido de hidrogênio em bruto pode ter sido submetida a um ou mais tratamentos para separar as impurezas antes da operação de lavagem, de acordo com o processo da invenção. Tem tipicamente uma concentração de H2O2 na faixa de 30 a 45 % em peso.

[015] É preferencial deslocar o solvente orgânico em contracorrente em relação à solução aquosa de peróxido de hidrogênio em bruto. A eficácia da lavagem depende da taxa de vazão do solvente orgânico. A eficácia da lavagem é melhorada quando a taxa de vazão do solvente orgânico é aumentada. O volume de solvente orgânico usado para a lavagem é definido como o quociente da taxa de vazão de solvente e da taxa de vazão da solução de peróxido de hidrogênio. O volume usado no processo, de acordo com a invenção, é geralmente de pelo menos 3 l por m3 de solução aquosa de peróxido de hidrogênio em bruto. De preferência, o volume é de pelo menos 25 l por m3 da solução aquosa de peróxido de hidrogênio. O volume não é, em geral, maior do que 100 l por m3 da solução aquosa de peróxido de hidrogênio. O volume não é, de preferência, maior do que 75 l por m3 da solução aquosa de peróxido de hidrogênio. A temperatura de lavagem é, em geral, de pelo menos 10 °C. É preferencial trabalhar a uma temperatura de pelo menos 40 °C. Em geral, a temperatura não é maior do que 65 °C, de preferência, não é maior do que 60 °C. O tempo de lavagem depende do tamanho do aparelho escolhido e da taxa de vazão da solução aquosa de peróxido de hidrogênio em bruto introduzido no aparelho.

[016] Os metais que são removidos pelo processo são aqueles que são facilmente precipitados em contato com fosfatos, como Al, Fe e Cr. Bons resultados são obtidos para remoção de Al e/ou Fe. Desse modo, "purificado" significa com teor de metal reduzido, mais particularmente, teor reduzido de Al e/ou Fe, de preferência, de menos do que 100 ppb de Al e/ou Fe (tipicamente na faixa do 10o ppb, de preferência, na faixa do ppb, ainda mais preferencialmente, abaixo do ppb) . Em modalidades preferenciais, o teor de Cr também pode ser reduzido para o mesmo nível (isto é, menos do que 100 ppb, tipicamente na faixa do 10o ppb, na faixa do ppb ou mesmo abaixo desse).

[017] O agente quelante organofosforado, de acordo com a invenção, é uma molécula orgânica capaz de formar complexos com metais e, em particular, com os metais mencionados acima (Al e/ou Fe e, opcionalmente, Cr) . Compreende, de preferência, um grupo ácido, de preferência, um grupo ácido fosfônico. Também é desprovido, de preferência, de S (enxofre) a fim, a saber, de não influenciar negativamente a estabilidade do peróxido de hidrogênio. Os agentes quelantes que produzem bons resultados são DEHPA (di-ácido(2-etilhexil) fosfórico) e Cyanex® 272 (ácido bis-(2,4,4-trimetilpentil)fosfínico). O último é preferencial.

[018] De preferência, o processo da invenção compreende as seguintes etapas: a) hidrogenação, na presença de um catalisador, de uma solução de trabalho que compreende pelo menos um solvente orgânico e pelo menos uma alquilantraquinona para obter a alquilantrahidroquinona correspondente, b) separação da solução de trabalho hidrogenada que compreende a alquilantrahidroquinona do catalisador, c) oxidação da solução de trabalho hidrogenada recuperada da etapa b) para formar peróxido de hidrogênio, d) separação, da solução de trabalho, do dito peróxido de hidrogênio durante e/ou subsequentemente à dita etapa de oxidação, de preferência, com um meio aquoso, e e) reciclagem da solução de trabalho recuperada para a etapa a) e a solução aquosa de peróxido de hidrogênio em bruto separada na etapa d) é submetida à operação de lavagem.

[019] O termo "alquilantraquinonas" é destinada a denotar 9,10-antraquinonas substituídas na posição 1, 2 ou 3 por pelo menos uma cadeia lateral de alquila de tipo alifático linear ou ramificado que compreende pelo menos um átomo de carbono. Usualmente, essas cadeias de alquila compreendem menos do que 9 átomos de carbono e, de preferência, menos do que 6 átomos de carbono. Exemplos de tais alquilantraquinonas são 2-etilantraquinona, 2- isopropilantraquinona, 2-sec- e 2-terc-butilantraquinona, 1,3-, 2,3-, 1,4- e 2,7-dimetilantraquinona, 2-iso- e 2-terc- amilantraquinona e misturas dessas quinonas.

[020] O termo "alquilantrahidroquinonas" é destinado a denotar as 9,10-hidroquinonas correspondentes às 9,10-alquilantraquinonas especificadas acima.

[021] Nessa modalidade da invenção, as alquilantraquinonas podem ser dissolvidas em vários tipos de solventes, especialmente nos solventes tipicamente usados na solução de trabalho do processo de AO bem conhecido. Por exemplo, as alquilantraquinonas podem ser dissolvidas em um único solvente ou em um solvente misturado que compreende pelo menos um solvente aromático e pelo menos um álcool alifático ou alicíclico, particularmente, em um solvente misturado. Solventes aromáticos são, por exemplo, selecionado a partir de benzeno, tolueno, xileno, terc-butilbenzeno, trimetilbenzeno, tetrametilbenzeno, naftaleno, misturas de metilnaftaleno de benzenos polialquilados, e misturas desses. Álcoois alifáticos ou alicíclicos são, por exemplo, selecionados a partir de álcool amílico, álcool nonílico, álcool isohoptílico, diisobutilcarbinol, metilciclohexanol, e misturas desses. Solventes únicos úteis são, entre outros, uma cetona, um éster, um éter, ou misturas desses. Os solventes frequentemente usados são S-150 e/ou diisobuticarbinol (DiBC), de preferência, uma mistura de ambos. S-150 significa um solvente de hidrocarboneto aromático comercialmente disponível do tipo 150 da série Solvesso®. O S-150 (Solvesso®-150; CAS no 64742-94-5) é conhecido como um solvente aromático altamente aromático que oferece características de alta solvência e evaporação controlada que os tornam excelentes para o uso em muitas aplicações industriais e, em particular, como fluidos de processo. Os hidrocarbonetos aromáticos Solvesso® estão disponíveis em três faixas de ebulição com volatilidade variável, por exemplo, com uma faixa de destilação de 165 a 181 °C, de 182 a 207 °C ou 232 a 295 °C. Também podem ser obtidos como naftaleno reduzido ou como graus de naftaleno ultrabaixos. O Solvesso® 150 (S-150) é caracterizado como a seguir: faixa de destilação de 182 a 207 °C; ponto de fulgor de 64 °C; teor aromático de mais do que 99 % em peso; ponto de anilina de 15 °C; densidade de 0,900 a 15 °C; e uma taxa de evaporação (nButAc=100) de 5,3.

[022] Em uma primeira submodalidade da invenção, o solvente orgânico usado para a operação de lavagem é uma parte da solução de trabalho usada no processo de alquilantraquinona.

[023] Essa submodalidade torna possível a modificação da taxa de vazão de alimentação do solvente orgânico na operação para lavagem da solução aquosa de peróxido de hidrogênio em bruto obtida de acordo com o processo de alquilantraquinona. É desejável, de fato, que se forneça uma taxa de vazão de solvente orgânico que seja suficiente para alimentar a operação para lavagem de uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio. É particularmente desejável que se seja capaz de ajustar a taxa de vazão do solvente orgânico como uma função da eficácia de lavagem desejada e como uma função da quantidade de solução aquosa de peróxido de hidrogênio em bruto a ser submetida à operação de lavagem.

[024] No processo de alquilantraquinona, a solução de trabalho está disponível em uma quantidade que é grande o suficiente para tornar possível a obtenção de uma quantidade de solvente orgânico que é exigida para alcançar a taxa de vazão de alimentação desejada do solvente orgânico.

[025] O processo de acordo com essa submodalidade da invenção tem vantagens econômicas e técnicas, já que impede o uso de grandes quantidades de solvente orgânico fresco para alimentar a etapa de lavagem. Os solventes orgânicos frescos são mais dispendiosos do que os solventes purificados. Grandes quantidades são difíceis de gerar, já que é necessário garantir uma alimentação contínua de solvente orgânico fresco e sua destruição após a operação de lavagem.

[026] Nessa submodalidade da invenção, o solvente orgânico, após a lavagem, pode ser submetido a um tratamento de regeneração. Esse pode ser, então, reciclado para a etapa de lavagem. Se for necessário, pode ser reciclado para a solução de trabalho usada no processo de alquilantraquinona.

[027] Em uma segunda submodalidade da invenção, o solvente orgânico usado para a operação de lavagem é um solvente exclusivo que não faz parte da solução de trabalho. Essa submodalidade tem a vantagem de que a natureza do solvente pode ser escolhida para que mostre um efeito sinergístico (extração de metal) com o agente quelante organofosforado (em outras palavras: melhora a extração de metal através do agente quelante organofosforado). Nesse sentido, solventes que compreendem outros compostos organofosforados (isto é, pelo menos um composto organofosforado diferente do agente quelante organofosforado), como alquil-fosfatos ou alquil-fosfonatos, são, de preferência, usados como solventes. Especialmente quando o agente quelante organofosforado for ácido di-(2- etilhexil) fosfórico (DEHPA ou HDEHP), bons resultados são obtidos com solventes que compreendem TOP (trioctilfosfato) ou TEHP (trietilhexilfosfato). Os solventes que compreendem ácido dibutil fosfórico (DBPA), fosfato de tributila (TBP) ou Cyanex® 923 (óxidos de trialquilfosfina) também podem ser usados.

[028] Nessa submodalidade, o solvente exclusivo não é reciclado/recirculado no ciclo principal (de peróxido produção), porém, em vez disso, é regenerado e reciclado na etapa de lavagem ou disposto a fim de evitar acúmulo de metal solúvel no processo.

[029] Os tratamentos de regeneração mencionados acima consistem, por exemplo, em submeter o solvente a uma ou mais extrações e a um ou mais tratamentos com um reagente químico que é compatível com o solvente orgânico, a fim de remover as impurezas. A regeneração de solvente é, de preferência, realizada com o uso de uma solução ácida aquosa, por exemplo, uma solução aquosa de ácido nítrico (HNO3) . Essa regeneração de solvente também é, de fato, uma extração, sendo que o ácido transforma os complexos metálicos orgânicos em sais inorgânicos (nitratos no caso de ácido nítrico) dos ditos metais que são solúveis em água e, desse modo, são extraídos do solvente (fase orgânica) em uma fase aquosa que consiste, a saber, em água na qual os sais metálicos são dissolvidos. Desse modo, essa regeneração pode ser realizada com o uso de um equipamento clássico de extração industrial, como uma coluna, um decantador centrífugo, etc.

[030] Além da natureza do agente quelante e do solvente, diversos outros parâmetros podem ser adaptados a fim de otimizar o processo da invenção, a saber: o pH, a quantidade de agente quelante, a razão entre peróxido e solvente e a temperatura. De preferência, o pH é ácido devido ao fato de que isso limita a decomposição de peróxido de hidrogênio e também a solubilidade do agente quelante no dito peróxido de hidrogênio.

[031] A Figura 4 anexa mostra um diagrama de blocos de uma modalidade preferencial da invenção, de acordo com a qual uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio em bruto (1) é submetida a uma operação de lavagem (primeira etapa de extração 2) com um solvente orgânico ao qual um agente quelante organofosforado foi adicionado, e que é, de fato, uma mistura de solvente fresco de extração (3) e de solvente regenerado (8). Essa operação de lavagem é, na verdade, uma extração, sendo que a fase orgânica (solvente + agente quelante) é primeiramente misturada com a solução de peróxido de hidrogênio em bruto a fim de que seja capaz de formar complexos com os metais que contém e, posteriormente, duas fases são separadas para fornecer respectivamente uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio purificada (4) e uma fase orgânica carregada com complexos metálicos (5). Essa é, então, pelo menos parcialmente regenerada em uma segunda etapa de extração (6) com o uso de uma solução aquosa de HNO3 (7), como explicado acima. Quanto a essa etapa de regeneração (6), é fornecida uma fase aquosa que compreende nitratos de metal (9) e um solvente de extração purificado cuja parte (8) é reciclada para a primeira etapa de extração (operação de lavagem 2) e parte (10) é removida para balancear o processo.

[032] A presente invenção também se refere a um processo para fabricar óxido de propileno (1,2-epoxipropano) através de reação de propileno com peróxido de hidrogênio, sendo que o dito processo usa um peróxido de hidrogênio purificado com um processo, como descrito acima.

[033] De modo mais geral, a presente invenção também se refere ao uso de uma solução de H2O2 purificada para fabricar óxido de propileno, em que "purificada" é como definido acima, isto é, contendo um teor de Al e/ou Fe (e, opcionalmente, também um teor de Cr) de menos do que 100 ppb, tipicamente na faixa do 10o ppb, de preferência, na faixa do ppb, ainda mais preferencialmente, abaixo do ppb desses elementos.

[034] Caso a revelação de quaisquer patentes, pedidos de patente e publicações que estão incorporados no presente documento a título de referência entre em conflito com a descrição do presente pedido até o ponto em que torne um termo pouco claro, a presente descrição deve prevalecer.

[035] A presente invenção é ilustrada de uma maneira não limitante por meio dos Exemplos abaixo e das Figuras 1 a 3 anexas, as quais se referem a modalidades preferenciais dessa.

[036] A Figura 1 é um diagrama esquemático do aparelho (instalação) usado para o teste contínuo do Exemplo 7.

[037] A Figura 2 mostra a evolução de teor de alumínio e ferro na fase aquosa na saída dessa instalação.

[038] A Figura 3 mostra o acúmulo de alumínio e ferro na fase orgânica no interior da dita instalação.

[039] Exemplos 1 a 4

[040] O DEHPA foi testado como um agente quelante para remover Al e Fe de uma solução de H2O2 em bruto que tem uma concentração de peróxido de 40 % e o seguinte teor de metal: - Al = 220 ppb - Fe = 110 ppb

[041] Exemplo 1: otimização de pH

[042] Uma amostra de peróxido de hidrogênio a uma concentração de 40 % é tratada com uma solução de ácido nítrico ou com uma solução de hidróxido de sódio para obter o pH desejado. Então, o peróxido de hidrogênio é misturado com a solução orgânica que contém o solvente e o agente quelante em um funil plástico de decantação. O funil foi, então, agitado durante 3 0 min e deixado em decantação até que uma boa separação fosse obtida entre as fases orgânica e aquosa. O peróxido de hidrogênio tratado foi recuperado e analisado quanto à concentração de metal por ICP. A razão entre peróxido e a fase orgânica (TOP+DEHPA) foi definida como igual a 5,0. A quantidade de DEHPA em TOP foi definida como igual a 2 % em peso.

[043] Os resultados obtidos são mostrados na tabela 1 abaixo.

[044] Esses testes mostram que: - a faixa de pH ideal para remoção de Al e Fe está entre 2,0 e 2,5 que é próxima do pH natural do peróxido em bruto - quando o pH aumenta (especialmente acima de 3,5), o agente quelante (agente de complexação) tem a tendência a se dissolver no peróxido de hidrogênio, como pode ser observado pela evolução do teor de P.

[045] Exemplo 2: Otimização da razão de peróxido / fase orgânica e quantidade de DEHPA

[046] As mesmas condições do Exemplo 1 foram usadas, exceto pelo fato de que o pH não foi ajustado antes do teste.

[047] Os resultados obtidos são mostrados na tabela 2 abaixo.

[048] Esses testes mostram que a remoção de metal ideal é obtida com uma baixa razão entre peróxido e a fase orgânica (1 para 1) e com uma concentração de DEHPA de 5 % em peso em TOP.

[049] Exemplo 3: Influencia do solvente: Solvesso®/DiBC em comparação a TOP

[050] Já que a combinação de solvente Solvesso®150/DiBC é usada com frequência em locais de produção de H2O2 em bruto, era interessante verificar a eficiência de DEHPA nesse tipo de solvente.

[051] Os testes realizados em escala laboratorial (novamente com o uso do mesmo procedimento dos exemplos anteriores) são mostrados na Tabela 3 abaixo.

[052] Esses resultados indicam duas tendências principais diferentes em comparação ao TOP: - o pH ideal é muito maior (próximo de 6,0) e pode resultar em um problema de estabilidade para o peróxido de hidrogênio - a quantidade de DEHPA exigida para uma remoção ideal é menor do que aquela exigida para sistemas de TOP (1 %, em vez de 5 %).

[053] Exemplo 4: Influência de agentes de complexação: CYANEX® 272 em comparação ao DEHPA

[054] CYANEX® 272, um componente fosfonado com uma estrutura diferente de DEHPA e que tem a fórmula química ácido bis(2,4,4-trimetilpentil)fosfínico (CAS: 83411-71-6), foi usado novamente nas mesmas condições experimentais. Os testes comparativos realizados em escala laboratorial são mostrados na Tabela 4 abaixo.

[055] Esses testes mostram que, ao usar as melhores condições otimizadas para DEHPA (pH=2, Razão=l e DEHPA=5 %), a remoção de Al por CYANEX® é limitada a 30 %, em vez de 82 % para DEHPA.

[056] O CYANEX® 272 tem, no entanto, uma alta eficácia para remoção de Fe (> 95 %) e similar àquela obtida com DEHPA.

[057] Exemplos 5, 6 e 7:

[058] Um processo de multiextração foi testado para remover Al, Fe e Cr de uma solução de H2O2 em bruto que tem uma concentração de peróxido de 40 % e o seguinte teor de metal: - Al = 76 ppb - Fe = 92 ppb - Cr = 23 ppb

Exemplo 5: Teste à temperatura ambiente

[059] Uma solução em bruto de peróxido de hidrogênio a uma concentração de 40% foi misturada com uma solução orgânica que contém uma mistura de solventes e um agente quelante em um funil plástico de decantação. A solução orgânica consistia em: - 80 % em p/p de Solvesso® 150 - 10 % em p/p de TOP - 10 % em p/p de DEHPA

[060] O funil foi, então, agitado durante 60 min à temperatura ambiente e deixado em decantação por 24 horas. O peróxido de hidrogênio tratado foi separado da fase orgânica, filtrado em filtros de papel (597 ^ sucedido por 595) e uma amostra foi coletada para análise.

[061] A mesma amostra de peróxido de hidrogênio foi tratada 5 vezes sucessivamente com uma alíquota fresca da solução quelante orgânica. Em cada etapa do processo, uma amostra foi coletada e analisada quanto à concentração de metal através de ICP-MS.

[062] A razão entre o peróxido e a fase orgânica (S150+TOP+DEHPA) era a mesma em cada etapa e era igual a 10.

[063] Os resultados obtidos são mostrados na Tabela 5 abaixo:

[064] Esses resultados mostram que: - O processo de extração é eficiente para Al, Fe e Cr no pH natural do peróxido de hidrogênio em bruto - A eficácia do processo de extração segue a ordem: Fe > Al > Cr

Exemplo 6: teste a 50 °C

[065] O mesmo procedimento do Exemplo 5 foi repetido, exceto pelo fato de que a temperatura foi ajustada a 50 °C, em vez da temperatura ambiente.

[066] Os resultados obtidos são mostrados na Tabela 6 abaixo:

[067] Esses resultados mostram que: - A eficácia do processo de extração é maior a 50 °C do que à temperatura ambiente - As concentrações de metal abaixo de 1 ppb na forma bruta podem ser alcançadas após 3 extrações para Al, Fe e Cr - Após 5 extrações, o Fe pode ser removido completamente a partir da solução de peróxido de hidrogênio.

Exemplo 7: Teste de extração contínua

[068] 2 fluxos contínuos de uma solução em bruto de peróxido de hidrogênio a uma concentração de 4 0 % idêntica àquela usada nos Exemplos 5 e 6 acima e de uma solução orgânica que contém uma mistura de solventes e um agente quelante foram misturados continuamente em um reator de vidro aquecido. A solução orgânica consistia em: - 80 % em p/p de Solvesso® 150 - 10 % em p/p de TOP - 10 % em p/p de DEHPA

[069] A mistura entre as fases aquosa e orgânica foi, então, alimentada continuamente em uma coluna de vidro de separação preenchida com um vidro de embalagem a fim de separar ambas as fases. Esse processo foi, então, repetido em uma segunda definição de material idêntico. Um diagrama esquemático do aparelho usado (instalação) é definido na Figura 1 anexa. A mistura de solventes foi permanentemente reciclada no interior dessa instalação seguindo um circuito fechado. Os fluxos para cada uma das soluções eram: - 50 ml/h para a solução aquosa de peróxido de hidrogênio - 100 ml/h para a solução de extração orgânica A quantidade total de solução orgânica reciclado no sistema era de 1250 ml e a instalação foi totalmente mantida a 50 °C.

[070] Periodicamente, uma amostra da solução aquosa foi coletada na saída da instalação e analisada por ICP. A evolução de teor de alumínio e ferro na fase aquosa na saída da instalação é mostrada na Figura 2 anexa.

[071] Periodicamente, uma amostra da solução orgânica foi coletada e analisada por ICP-MS. O acúmulo de alumínio e ferro na fase orgânica é mostrado na Figura 3 anexa.

[072] Esses resultados mostram que: - Uma concentração de alumínio no produto em bruto de saída pode ser mantida abaixo de 20 ppb por quase 2500 horas de operação. - Uma concentração abaixo de 5 ppb de ferro no peróxido de hidrogênio de saída pode ser mantida a longo prazo. - 1250 ml de solução de extração permitiram a purificação de 125 l de peróxido de hidrogênio enquanto mantinha uma concentração de alumínio inferior a 20 ppb no produto em bruto.

[073] Exemplo 8: Regeneração de solução quelante esgotada

[074] A mistura orgânica de solventes e do agente quelante usado no teste de extração contínua (exemplo 7) foi usada para testar o procedimento de regeneração.

[075] Durante o teste contínuo, as soluções de peróxido de hidrogênio de entrada e saída foram analisadas periodicamente por ICP. Através de integração desses resultados analíticos, a quantidade de alumínio na solução orgânica no final do teste contínuo pode ser estimada em 10,2 mg/kg.

[076] Em um decantador plástico de combustível, 100 ml daquela solução orgânica de extração foram misturados por 30 minutos com 100 ml de HNO3 a 1 mol/l à temperatura ambiente e deixados para decantação até que uma boa separação seja obtida entre ambas as fases.

[077] Então, a solução de ácido nítrico foi recuperada e seu teor de alumínio foi analisado por ICP. O resultado obtido foi 9,2 mg/kg de alumínio na fase nítrica.

[078] Considerando-se a densidade de peróxido de hidrogênio, o rendimento de regeneração de alumínio era de cerca de:

[079] 9,2 * 100/(10,2*1,15) = 78 %

Claims

1. PROCESSO PARA FABRICAR UMA SOLUÇÃO AQUOSA DE PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO PURIFICADA, em que uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio em bruto (1) ser submetida a uma operação de lavagem (2) com pelo menos um solvente orgânico, e em que um agente quelante organofosforado é adicionado ao solvente orgânico (3, 8), caracterizado pelo dito processo compreender as seguintes etapas: a) hidrogenação, na presença de um catalisador, de uma solução de trabalho que compreende pelo menos um solvente orgânico e pelo menos uma alquilantraquinona para obter a alquilantrahidroquinona correspondente, b) separação da solução de trabalho hidrogenada que compreende a alquilantrahidroquinona do catalisador, c) oxidação da solução de trabalho hidrogenada recuperada da etapa b) para formar peróxido de hidrogênio, d) separação, a partir da solução de trabalho, do dito peróxido de hidrogênio (4) durante e/ou subsequentemente à dita etapa de oxidação, com um meio aquoso, e e) reciclagem da solução de trabalho recuperada (8) para a etapa a) em que a solução aquosa de peróxido de hidrogênio em bruto (1) separada na etapa d) é submetida à operação de lavagem (2).

2. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela solução aquosa de peróxido de hidrogênio em bruto (1) ser lavada pelo menos duas vezes sucessivamente.

3. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo solvente orgânico usado para a operação de lavagem (2) ser uma parte da solução de trabalho.

4. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo solvente orgânico usado para a operação de lavagem (2) ser reciclado para a solução de trabalho.

5. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pela natureza do solvente usado para a operação de lavagem (2) ser escolhida para que melhore a extração de metal através do agente quelante organofosforado.

6. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo solvente orgânico usado para a operação de lavagem (2) compreender um composto organofosforado diferente do agente quelante organofosforado, por exemplo, escolhido a partir de alquil-fosfatos ou alquil-fosfonatos.

7. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo agente quelante organofosforado ser ácido di-(2-etilhexil)fosfórico (DEHPA ou HDEHP) e o solvente orgânico usado para a operação de lavagem (2) compreende TOP (trioctilfosfato) ou TEHP (trietilhexilfosfato).

8. PROCESSO PARA FABRICAR ÓXIDO DE PROPILENO (1,2- EPOXIPROPANO), através da reação de propileno com peróxido de hidrogênio, sendo que o dito processo é caracterizado por usar um peróxido de hidrogênio purificado por um processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7.

9. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 8, sendo que o dito processo é caracterizado por usar uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio que contém menos do que 100 ppb de Al e/ou Fe.

10. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pela solução de peróxido de hidrogênio conter menos do que 100 ppb de Cr.