Procédé pour éliminer les substances carbonées volatiles des solutions aqueuses de peroxyde d'hydrogène La présente invention se rapporte à un procédé nouveau pour épurer et distiller le peroxyde d'hydro gène. Classiquement, on peut fabriquer du peroxyde d'hydrogène en oxydant certains composés organi ques, par exemple de l'hydroquinone, pour engendrer le peroxyde et recueillant ensuite ce dernier en solu tion aqueuse.
D'ordinaire, les solutions aqueuses provenant de ces opérations contiennent des pourcentages consi dérables de composés carbonés qu'on n'a pas nette ment identifiés. Le titre en peroxyde d'hydrogène y varie d'ordinaire d'environ 5 jusqu'à 50 % en poids. Les impuretés carbonées de ces solutions sont norma lement de 0,25 à 5,0 g de carbone par litre. Evi- demment, ce carbone est présent sous forme d'impu retés organiques carbonées.
Dans la distillation de ces solutions, un peu des impuretés carbonées est oxydé avec formation d'an hydride carbonique qui s'échappe de l'appareil. Il n'empêche qu'à mesure que la distillation se poursuit le peroxyde d'hydrogène qui est distillé et condensé contient un pourcentage considérable de ces impu retés de nature encore non identifiée. C'est désavan tageux sous bien des rapports.
La présente invention a pour objet un procédé pour éliminer les substances carbonées volatiles des solutions aqueuses de peroxyde d'hydrogène.
Ce procédé est caractérisé en ce qu'on chauffe sous pression réduite, inférieure à 100 mm de mer cure, la solution de peroxyde d'hydrogène contenant au moins 5 % en poids de peroxyde d'hydrogène pour produire un mélange de vapeur d'eau et de vapeur de peroxyde d'hydrogène et un résidu liquide constitué par une solution plus concentrée de per oxyde d'hydrogène à plus forte teneur en impuretés carbonées, en ce qu'on sépare les vapeurs du liquide résiduel et en ce qu'on lave les vapeurs au moyen d'eau, ou d'une solution aqueuse de peroxyde d'hy drogène, sensiblement exempte d'impuretés carbonées organiques pour diminuer la teneur en carbone de ces vapeurs et de leur condensat.
Le dessin ci-annexé montre schématiquement comment on peut mettre en aeuvre le procédé con sidéré ici en employant une solution de titre et de teneur en carbone prédéterminés. Comme il y est indiqué, on introduit de façon plus ou moins conti nue, par une conduite d'amenée 145,3 kg d'une solu tion aqueuse de peroxyde d'hydrogène contenant par 38,5 kg d'eau, 6,
8 kg de peroxyde d'hydrogène et 56 g de carbone présent sous forme d'impuretés organiques dans un tube vaporiseur 3 à raison de 6,8 kg à l'heure. Dans ce tube vaporiseur le mélange est chauffé par des moyens classiques non figurés à une température d'environ 50(l C sous une pression absolue de 50 mm de mercure pour produire un mélange de vapeur et de liquide qui s'écoule de bas en haut dans le tube et qui est amené par la con duite 5 dans la partie inférieure d'une colonne 7.
Dans la partie inférieure de cette colonne la vapeur est séparée dans une large mesure du liquide non évaporé. Ce dernier qui (dans le cas de la distillation de solutions contenant en poids au plus<B>30%</B> d'H,O,) contient ordinairement 50 à 75 % en poids de peroxyde d'hydrogène et renferme 50 à 95 % du peroxyde d'hydrogène du mélange, se rassemble dans la partie inférieure de la colonne 7 et est soutiré par la conduite 9. Une petite quantité de ce liquide est soustraite de l'appareil par la conduite de purge 11.
Le liquide soustrait contient en poids environ 65 % de peroxyde d'hydrogène et par litre environ 22 g de carbone. 1,04 kg de ce liquide est retiré de l'appa reil chaque fois qu'on introduit 45,3 kg dans ce der nier. Le restant du liquide soutiré par la conduite 9 est ramené dans le vaporiseur 3 en même temps que le produit brut.
La vapeur qui se sépare du liquide s'élève à tra vers une section d'entrainement convenable 14 prévue à l'intérieur de la colonne et qui peut être bourrée de laine de verre 27 ou autre garniture appropriée. Ensuite, la vapeur passe dans la section supérieure 13 de la colonne 7 utilement munie de plateaux, à coupelles de barbotage. Cette vapeur s'écoule à contresens d'un courant d'eau qui ne contient pas ou très peu de carbone et qui est introduit dans la partie supérieure de la colonne par la conduite 19.
Environ 3,71 kg d'eau sont introduits dans cette partie supérieure. La vapeur lavée, qui a été dépouil lée d'une portion considérable du carbone volatil, est ensuite introduite dans une colonne de fractionnement 2,1 où elle est fractionnée, le peroxyde d'hydrogène étant soutiré en bas de la colonne par la conduite 23 et la vapeur d'eau étant évacuée par la conduite 22 au sommet de la colonne.
En général, afin d'éviter que du peroxyde d'hy drogène aille se perdre dans la partie supérieure de la colonne, on introduit dans la partie supérieure de celle-ci, par la conduite 26, une quantité importante d'eau, par exemple 9,06 kg d'eau pour 45,3 kg de produit brut. On peut utilement bourrer la colonne d'une garniture convenable telle que des anneaux de Raschig de 18 mm ou autre garniture.
Dans l'exemple typique exposé ici la vapeur qui s'échappe du sommet de la colonne contient 44,847 kg d'eau et environ 18g de carbone. Le pro duit qu'on recueille par la conduite 23 contient envi ron 5,48 kg d'eau, 5,48 de peroxyde d'hydrogène et 4,3 g de carbone sous forme d'impuretés.
Dans la mise en oeuvre du procédé ci-dessus on remarquera que la quantité d'eau introduite par la conduite 19 est calculée de façon que la majeure partie de la vapeur de peroxyde d'hydrogène soit admise dans la colonne de fractionnement 21. Ainsi la vapeur pénétrant dans la colonne de fractionne ment 21 contient environ 12,5 % en poids de per oxyde d'hydrogène, étant un pou diluée par l'eau introduite par la conduite 19.
Ce qui précède est une forme de réalisation typi que de la présente invention. Il va sans dire que le procédé est susceptible d'être modifié considérable ment. Ainsi, on peut augmenter ou diminuer la quan tité d'eau introduite par la conduite 19 suivant la quantité et la nature du carbone présent dans la solution soumise à la distillation. L'adjonction d'eau par la conduite 19 augmente la quantité de carbone éliminée avec la purge tandis qu'elle diminue la quantité condensée avec le peroxyde d'hydrogène et soustraite par la conduite 23.
En général, toutefois, le taux d'apport de chaleur à l'appareil doit être tel que la presque totalité (au moins 85 à 90 %) de l'eau introduite par la conduite 19 soit revaporisée. On peut donc introduire n'importe quelle quantité appropriée d'eau n'imposant pas une charge exces sive à l'installation de distillation. La vaporisation de l'eau dilue la vapeur arrivant dans la conduite 17. Normalement, la quantité d'eau introduite par la conduite 19 ne doit pas diluer les vapeurs à un point tel que les vapeurs pénétrant dans la colonne 21 contiennent moins de 5 % en poids d'H@O.,. Le titre de 1'H.0. soutiré par la conduite 9 est maintenu au-dessus d'environ<B>50%</B> en poids.
A mesure qu'on augmente et vaporise la quantité d'eau introduite par la conduite 19 la teneur en peroxyde d'hydrogène augmente dans la conduite de liquide 9. Lorsque la teneur en carbone de ce liquide est forte, par exemple 15 g par litre ou plus, il y a intérêt à s'abstenir d'employer une telle quantité d'eau qu'elle amène le liquide qui s'écoule par la conduite 9 à dépasser 75 % d'H.,O., . Lorsque. la teneur en car bone est moindre on peut admettre des titres en per oxyde d'hydrogène plus forts, pouvant atteindre envi ron<B>90%.</B> Il s'ensuit que normalement le liquide soutiré par la conduite 9 est maintenu à un titre de 50 à 90 % en poids.
La quantité de liquide divertie par la conduite 11 dépend de la teneur en carbone du liquide s'écoulant de la conduite 9. Ordinairement, environ 2 à 10 % en volume du liquide soutiré par la conduite 9 sont éliminés par la conduite 11.
Suivant une autre forme d'exécution de l'inven tion, l'eau introduite par la conduite 19 peut conte nir du peroxyde d'hydrogène. Ainsi, au lieu d'eau, on peut introduire par la conduite 19 une solution de peroxyde d'hydrogène ne contenant pas un pour- centage appréciable de carbone. Par exemple, on peut introduire en ce point du peroxyde d'hydrogène aqueux produit par le procédé classique au persul- fate. Dans ce cas, on peut réduire à un minimum ou même éliminer la dilution de la vapeur entrant par la conduite 17 dans la colonne 21.
Que ce soit de l'eau ou une solution aqueuse de peroxyde d'hy drogène qu'on emploie, le liquide introduit par la conduite 19 doit en tout cas être sensiblement plus pur, quant aux composés carbonés volatils qu'on cherche à éliminer, que le mélange introduit. Lors qu'on introduit une solution de peroxyde d'hydro gène, la solution peut contenir n'importe quel pour centage convenable de peroxyde d'hydrogène, par exemple 5 % ou plus.