DE1063581B

DE1063581B - Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxyd

Info

Publication number: DE1063581B
Application number: DED26487A
Authority: DE
Inventors: Leonard Ray Darbee; Donald Francis Kreuz
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1956-10-24
Filing date: 1957-09-21
Publication date: 1959-08-20

Description

Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxyd Die- Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxyd nach dem sogenannten Anthrachinonprozeß. Bei diesem Verfahren wird ein Anthrachinonderivat, das im nachfolgenden als Reaktionsträger bezeichnet ist, in einem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch gelöst. Mit der so hergestellten Lösung kann dann durch aufeinanderfolgende Hydrierung, Oxydation und Extraktion in eimem Kreisverfahren Wasserstoffperoxyd hergestellt werden. Im nachfolgenden sollen als Reaktionsträger Anthrachinon, einfach oder mehrfach substituierte Anthrachinone und die entsprechenden Tetrahydroverbindungen verstanden werden, wobei als Substitwenten Halogen, Alkylgruppen, Arylgruppen u. dgl. in Betracht kommen.
Die bisher bekannten Verfahren besitzen einige Nachteile, die sich im Dauerbetrieb störend bern.erkbar machen und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens überhaupt in Frage stellen können. Der hauptsächliche Nachteil besteht darin, daß zu wenig Reaktionsträger in den Lösungsmitteln oder Lösungsmittelgemischen lösbar sind. Unter Umständen kristallisiert der Reaktionsträger aus und kann zu einer Verstopfung der Leitungen führen. Durch die geringe Löslichkeit des Reaktionsträgers werden auch nur entsprechend geringe Mengen Wasserstoffperoxyd bei jedem Kreislauf gewonnen. Daher ist auch de sogenannte Apparateausbeute, d. h. die Ausbeute je Raumeinheit der Apparatur in der Zeiteinheit, nur gering.
Die bisherigen Versuche zur Verbesserung dieses Zustandes bestanden in erster Linie darin, Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemische zu verwenden, in welchen der Reaktionsträger in größeren Mengen löslich ist.
Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, eine weit höhere Konzentration der Reaktionsträger in den Lösungsmitteln oder Lösungsmittelgemischen zu erreichen, wenn man Gemische von zwei oder mehreren Anthrachinonen bzw. Anthrachinonderivaten verwendet, die eine eutektische Zusammensetzung haben oder nahe dem eutektischen Punkt liegen. Überraschenderweise hat es sich herausgestellt, daß derartige eutektische oder nahezu eutektische Mischungen in weitaus größeren Mengen in den üblichen Lösungsmitteln oder Lösungsmittelgemischen löslich sind und daher ein sehr viel wirksameres Arbeiten erlauben.
Mit besonderem Vorteil verwendet man hierbei Gemische, deren Schmelzpunkt unter 50° C liegt. Nachstehend sind einige Beispiele für derartige Gemische wiedergegeben. Prüft man z. B. die Löslichkeit in Trioctylphosphat bei 40° C, so stellt man fest, daß in 10 cm3 dieses Lösungsmittels etwa 0,5 g von reinem 2-S-ekundär-bu;tyl-anthrachinon und etwa 7,5 g 2-Äthyl-anthrachinon löslich sind. Ein Gemisch aus 20 Teilen 2-Sekundär-butyl-anthrachinon und 80, Teilen 2-Äthyl-anthrachinon hat etwa dieselbe Löslichkeit wie das reine 2-Sekundär-butyl-anthrachinon. Ein Gemisch aus gleichen Teilen der beiden Bestandteile löst sich in einer Menge von :etwa 1,75 g. Verwendet man -ein Gemisch aus 70 Teilen 2-Sekundär-butylanthrachinon und 30 Teilen 2-Äthyl-anthrachinon, so beträgt die Löslichkeit etwa 7,5 g. Verwendet man dagegen ein eutektisches Gemisch aus 73,5 Teilen 2 Sekundär-butyl-anthrachinon und 26,5 Teilen 2-Äthylanthrachinon, so lösen sich in l0cm3 Trioctylphosphat bei 40° C 23 g dieses Gemisches.
Entsprechende eutektische Mischungen anderer primärer Systeme aus Anthrachinonderivaten sind: 44,5'% 2-Äthyl-anthrachinon FP. - 69° C 55,50/0 2-Tertiär-butyl-anthrachinon 31,5°/o 2-Tertiär-butyl-anthrachinon FP. - 43° C 68,5 0/0 2-Sekundär-butyl-anthrachinon Die Löslichkeitskurven dieser Gemische in Abhängigkeit von der Zusammensetzung verlaufen ähnlich wie die Löslichkeitskurve des oben näher beschriebenen Gemisches.
Als besonders geeignet haben sich Anthrachinonderivate bzpw. ihre Mischungen erwiesen, bei denen die Alkyl-anthrachinone als Seitenketten Alkylgruppen von 1 bis 5 Kohlenstoffatomen enthalten. Während der Hydrierung .entstehen durch Nebenreaktionen auch noch gewisse Mengen von Tetrahydroderivaten der einzelnen Anthrachinone oder ihrer Derivate. Nach einiger Zeit liegt also beim Ausgehen von einer Lösung eines binären Gemisches eine Lösung eines quartären Gemisches mit vier Bestandteilen vor. Derartige Gemische brauchen aber nicht hinderlich zu sein. Man kann auch mit ihnen mit gutem Erfolg weiterarbeiten.
Durch geeignete Auswahl der Bestandteile der Reaktionsträger, gegebenenfalls unter Hinzunahme der bei der Umsetzung entstehenden Tetrahydroderivate, kann es in einigen Fällen-gelingen; eutektische Mischungen mit einem so -niedrigen Schmelzpunkt zu erhalten, daß man nur ganz geringe Mengen inerter Lösungsmittel für die Durchführung des Verfahrens benötigt.
Beispiel In 1 1 eines Gemisches aus 99 Volumteilen Trioctylphosphat und 1 Volumteil Dimethylnaphthalin werden 312 g Sekundär-butyl-anthrachinon und 88 g 2-Äthylanthrachinon gelöst. Das Volumen dieser Lösung beträgt 1,34 1, so daß 1 1 der Lösung etwa 300 g Reaktionsträger enthält. Leitet man durch diese Lösung Wasserstoff, so nimmt sie bei einer 501/eigen Ausnutzung der Aufnahmekapazität für Wasserstoff so viel Wasserstoff auf, daß beim nachträglichen Oxydieren und Extrahieren des Wasserstoffperoxyds bei einmaliger Anwendung je Liter der Lösung 19,2 g Wasserstoffperoxyd erhalten werden.

Claims

PATENTANSI'RCCHE. 1. Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxyd durch Hydrieren und anschließendes Oxydieren von Gemischen von Anthrachinonen in Gegenwart von Lösungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß man als Reaktionsträger ein Gemisch aus zwei oder mehr Anthrachinonen oder Anthrachinonderivaten von nahezu eutektischer Zusammensetzung verwendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Reaktionsträger ein Gemisch mit einem Schmelzpunkt unter 50° C verwendet. In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 151946.