DE1140908B - Process for cleaning aqueous hydrogen peroxide solutions - Google Patents

Process for cleaning aqueous hydrogen peroxide solutions

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DE1140908B
DE1140908B DEL28619A DEL0028619A DE1140908B DE 1140908 B DE1140908 B DE 1140908B DE L28619 A DEL28619 A DE L28619A DE L0028619 A DEL0028619 A DE L0028619A DE 1140908 B DE1140908 B DE 1140908B
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hydrogen peroxide
exchanging
cation
anion
resin
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Application number
DEL28619A
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Inventor
Reginald Henry Banfield
Peter Norman Geoffrye Rayner
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Evonik LCL Ltd
Original Assignee
Laporte Chemicals Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B15/00Peroxides; Peroxyhydrates; Peroxyacids or salts thereof; Superoxides; Ozonides
    • C01B15/01Hydrogen peroxide
    • C01B15/013Separation; Purification; Concentration
    • C01B15/0135Purification by solid ion-exchangers or solid chelating agents

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Reinigung wäßriger Wasserstoffperoxydlösungen, welche ionisierte anorganische und/oder organische Verunreinigungen enthalten.The invention relates to the purification of aqueous hydrogen peroxide solutions which ionized contain inorganic and / or organic impurities.

Es ist an sich bekannt, Wasserstoffperoxydlösungen durch Behandlung mit ionenaustauschenden Stoffen zu reinigen. In der österreichischen Patentschrift 167 414 ist z.B. ein Verfahren zum Reinigen von Wasserstoffperoxydlösungen beschrieben, nach welchem diese nacheinander mit Kationen und Anionen austauschenden Stoffen bei Temperaturen vorzugsweise unter 00C behandelt werden. Das praktisch salzfreie und säurefreie Wasserstoffperoxyd wird dabei nach folgendem Schema erhalten:It is known per se to purify hydrogen peroxide solutions by treatment with ion-exchanging substances. In the Austrian patent specification 167 414, for example, a method for cleaning hydrogen peroxide solutions is described, according to which these are treated one after the other with cations and anions exchanging substances at temperatures preferably below 0 ° C. The practically salt-free and acid-free hydrogen peroxide is obtained according to the following scheme:

(1) H2SO4 + OH-- Austauschmaterial
= SO4- Austauschmaterial + H2O
(1) H 2 SO 4 + OH-- exchange material
= SO 4 - exchange material + H 2 O

(2) NaOH + H+- Austauschmaterial
= Na - Austauschmaterial + H2O
(2) NaOH + H + exchange material
= Na - exchange material + H 2 O

(3) NaCl + H+- Austauschmaterial
= Na - Austauschmaterial + HCl
(3) NaCl + H + exchange material
= Na - exchange material + HCl

(4) HCl + OH-- Austauschmaterial
= Cl - Austauschmatrial + H2O
(4) HCl + OH- exchange material
= Cl - exchange material + H 2 O

Es ist aus der britischen Patentschrift 695 325 ferner bekannt, Schwermetallverunreinigungen aus Wasserstoffperoxydlösungen durch Behandlung mit einem im Kern sulfonierten aromatischen Kohlenwasserstoff-Kationenaustauscherharz bei einem pH-Wert von O bis 3,6 zu entfernen, wobei das Harz vorher mit einer wäßrigen Lösung einer starken Mineralsäure gewaschen worden ist.It is also known from British patent specification 695 325, heavy metal impurities from hydrogen peroxide solutions by treatment with an aromatic hydrocarbon cation exchange resin sulfonated in the core to remove at a pH of 0 to 3.6, the resin previously with a aqueous solution of a strong mineral acid has been washed.

Gemäß einem nicht vorveröffentlichten Vorschlag kann die Behandlung der zu reinigenden H2O2-Lösung auch in einem Mischbett erfolgen, welches sowohl Anionen als auch Kationenaustauscherharze enthält. Zur Erzielung eines günstigen Effektes ist es dabei aber erforderlich, bei relativ niedrigen Temperaturen von etwa 0°C zu arbeiten, und außerdem soll die angewendete Menge des Kationenaustauscherharzes vorzugsweise fünfmal so groß wie die äquivalente Menge kationischer Verunreinigungen in der zu behandelnden Lösung sein. Auch muß das Mischbett vor der Inbetriebnahme mit reinem, vorgekühltem Wasser bis zur vollständigen Bedeckung gefüllt und die Austauscher aktiviert werden. Dieses Verfahren bietet weiter insofern Nachteile, als die verbrauchten Austauscherharze in besonderer Weise regeneriert werden müssen, wobei der Anionenaustauscher gegebenenfalls noch gegen Ermüdungserscheinungen zusätzlich behandelt werden muß.According to a proposal not previously published, the treatment of the H 2 O 2 solution to be purified can also take place in a mixed bed which contains both anions and cation exchange resins. To achieve a favorable effect, however, it is necessary to work at relatively low temperatures of about 0 ° C., and in addition the amount of cation exchange resin used should preferably be five times as large as the equivalent amount of cationic impurities in the solution to be treated. The mixed bed must also be filled with pure, pre-cooled water until it is completely covered, and the exchangers activated. This process also has disadvantages insofar as the used exchange resins have to be regenerated in a special way, the anion exchanger possibly having to be additionally treated to prevent fatigue.

Verfahren zum Reinigen
von wäßrigen Wasserstoffperoxydlösungen
Method of cleaning
of aqueous hydrogen peroxide solutions

Anmelder:Applicant:

Laporte Chemicals Limited,
Luton, Bedfordshire (Großbritannien)
Laporte Chemicals Limited,
Luton, Bedfordshire (UK)

Vertreter: Dr. K. Schwarzhans, Patentanwalt,
München 19, Romanplatz 9
Representative: Dr. K. Schwarzhans, patent attorney,
Munich 19, Romanplatz 9

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Großbritannien vom 19. September 1956 und 6. Februar 1957 (Nr. 28 669 und Nr. 4101)Great Britain dated September 19, 1956 and February 6, 1957 (No. 28 669 and No. 4101)

Reginald Henry BanfieldReginald Henry Banfield

und Peter Norman Geoffrye Rayner,and Peter Norman Geoffrye Rayner,

Luton, Bedfordshire (Großbritannien),Luton, Bedfordshire (UK),

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

Erfindungsgemäß lassen sich nun wäßrige Wasserstoffperoxydlösungen ohne störende Zersetzungserscheinungen und ohne besondere Vorbehandlungsmaßnahmen sogar bei Zimmertemperatur reinigen, wenn man ein Mischbett anwendet, bei welchem das Verhältnis der Anionen austauschenden Stellen zu den Kationen austauschenden Stellen zwischen 1,5: 1 und 1: 10 liegt und in welchen das Anionenaustauscherharz in der Hydroxyl- oder Carbonatform vorliegt. Die Kationen austauschende Harzkomponente liegt dagegen in der Wasserstofform vor.According to the invention, aqueous hydrogen peroxide solutions can now be used without disruptive signs of decomposition and without special pretreatment measures even clean at room temperature if you use a mixed bed where the Ratio of the anion-exchanging sites to the cation-exchanging sites between 1.5: 1 and 1:10 and in which the anion exchange resin is in the hydroxyl or carbonate form. The cation-exchanging resin component, on the other hand, is in the hydrogen form.

In den Austauscherharzen liegt das Verhältnis der Anzahl von kationenaustauschenden Stellen zur Anzahl der anionenaustauschenden Stellen vorteilhaft bei etwa 1:1.
Vorzugsweise ist das Austauscherharz, falls das Wasserstoffperoxyd kontinuierlich mit diesem Material in Berührung gebracht werden soll, in einer Kolonne aufgeschichtet, durch welche das Wasserstoffperoxyd mit einer Strömungsgeschwindigkeit hindurchgeführt wird, welche groß genug ist, um eine lokale Zersetzung des Wasserstoffperoxyds zu vermeiden.
In the exchange resins, the ratio of the number of cation-exchanging sites to the number of anion-exchanging sites is advantageously about 1: 1.
If the hydrogen peroxide is to be brought into continuous contact with this material, the exchange resin is preferably stacked in a column through which the hydrogen peroxide is passed at a flow rate which is high enough to avoid local decomposition of the hydrogen peroxide.

Wenn das Wasserstoffperoxyd mit dem Austauscherharz chargenweise in Berührung gebracht wird, ist esIf the hydrogen peroxide is brought into contact with the exchange resin in batches, it is

209 747/304209 747/304

zweckmäßig, durch geeignete Mittel, wie ständiges Rühren, für dauernde Bewegung zu sorgen.It is advisable to use suitable means, such as constant stirring, to ensure constant movement.

Die kationenaustauschenden Harze entfernen positiv geladene Ionen, während anionenaustauschende Harze die negativ geladenen Ionen abtrennen. Mit dem erfindungsgemäß vorgesehenen Mischbett können also in einem Arbeitsgang sowohl Kationen als auch Anionen entfernt werden. Anionenaustauschende Harze führen normalerweise zur Zersetzung von wäßrigen Wasserstoffperoxydlösungen. Wenn aber das Verhältnis von anionenaustauschenden Bestandteilen zu kationenaustauschenden Bestandteilen nicht größer ist als 1,5: 1, wird diese Störung weitgehend verhindert. Die neue Arbeitsweise gemäß der Erfindung bietet daher wesentliche verfahrenstechnische Vorteile. Das Verfahren kann zudem bei Temperaturen über O0C ausgeführt werden, und in der Praxis liegt die Arbeitstemperatur bei Raumtemperatur.The cation exchange resins remove positively charged ions, while anion exchange resins remove the negatively charged ions. With the mixed bed provided according to the invention, both cations and anions can thus be removed in one operation. Anion-exchanging resins normally lead to the decomposition of aqueous hydrogen peroxide solutions. But if the ratio of anion-exchanging constituents to cation-exchanging constituents is not greater than 1.5: 1, this disturbance is largely prevented. The new mode of operation according to the invention therefore offers significant procedural advantages. The process can also be carried out at temperatures above 0 ° C., and in practice the working temperature is room temperature.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann zum Reinigen von Wasserstoffperoxyd jeder Konzentration verwendet werden.The method of the invention can be used to purify hydrogen peroxide of any concentration be used.

Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens kann das Gemisch der Austauscherharze, das gegebenenfalls vorher gereinigt worden ist, einfach mit der Wasserstoffperoxydlösung verrührt werden, oder nach einer anderen Ausführungsform kann eine Kolonne mit den Austauscherharzen gefüllt und das Wasserstoffperoxyd durch die Kolonne hindurchgeführt werden, an deren einem Ende dann das gereinigte Produkt abgezogen wird.When the process is carried out in practice, the mixture of exchange resins, which may optionally be used has been cleaned beforehand, simply stirred with the hydrogen peroxide solution, or after In another embodiment, a column can be filled with the exchange resins and the hydrogen peroxide are passed through the column, at one end of which the purified Product is withdrawn.

Zweckmäßig wird die Wasserstoffperoxydlösung mit einem Gemisch aus anionenaustauschenden und kationenaustauschenden Harzen verrührt, wobei eine Trennung der Harze von dem Wasserstoffperoxyd erst dann erfolgt, wenn das anionenaustauschende Harz praktisch vollständig erschöpft ist.The hydrogen peroxide solution with a mixture of anion-exchanging and Cation-exchanging resins stirred, a separation of the resins from the hydrogen peroxide only occurs when the anion-exchanging resin is practically completely exhausted.

Durch das Verfahren nach der Erfindung ist es möglich, bei normalen Temperaturen zu arbeiten, ohne eine Zersetzung des Wasserstoffperoxyds oder eine Schädigung des Ionenaustauschermaterials befürchten zu müssen, weil immer eine große Menge Wasserstoffperoxyd im Vergleich zu der Harzmenge vorhanden ist unddieTemperatursteigerungnichtmehralsl°Cbeträgt.By the method according to the invention it is possible to work at normal temperatures without a There is a fear of decomposition of the hydrogen peroxide or damage to the ion exchange material must because there is always a large amount of hydrogen peroxide compared to the amount of resin and the temperature increase does not exceed 1 ° C.

Insbesondere beim absatzweise arbeitenden Verfahren ist es zweckmäßig, die zu reinigende Lösung so lange mit dem Gemisch der Austauscherharze in Berührung zu lassen, bis der Anionenaustauscher praktisch erschöpft ist. In diesem Zustand sind nämlich die Austauschstellen durch inerte Ionen und nicht mehr durch Hydroxylionen besetzt. Es besteht dann keine Gefahr einer Zersetzung des H2O2 durch das Harz. Nachstehend wird die Erfindung durch Beispiele noch näher erläutert:In the case of the batch process in particular, it is expedient to leave the solution to be purified in contact with the mixture of exchange resins until the anion exchanger is practically exhausted. In this state, the exchange points are occupied by inert ions and no longer by hydroxyl ions. There is then no risk of the H 2 O 2 decomposing by the resin. The invention is explained in more detail below by means of examples:

Zeit in MinutenTime in minutes Spezifische
Leitfähigkeit
OhHr1Cm-1
Specific
conductivity
OhHr 1 cm- 1
Gewichtsprozent
H2O2
Weight percent
H 2 O 2
0
20
35
0
20th
35
5,1 · 10-*
8,5 · 10-6
6,4 · 10-6
5.1 · 10- *
8.5 × 10 6
6.4 × 10 6
38,3
38,1
38.3
38.1

Das Rührwerk wurde dann abgestellt, das Harz absitzen gelassen, und 6,81 Lösung wurden beim oberen Ablauf abgeführt. Es wurden wiederum 6,821 frische Wasserstoffperoxydlösung (35,3 Gewichtsprozent) zugesetzt, und das Rührwerk wurde wieder angestellt. Die Ergebnisse des zweiten Arbeitsganges >5 waren;The agitator was then turned off, the resin allowed to settle, and 6.8 liters of solution were added upper drain discharged. There were again 6.821 fresh hydrogen peroxide solution (35.3 percent by weight) added and the stirrer turned on again. The results of the second step > 5 goods;

Zeit in MinutenTime in minutes Spezifische
Leitfähigkeit
OhHi-1Cm"1
Specific
conductivity
OhHi -1 cm " 1
Gewichtsprozent
H2O2
Weight percent
H 2 O 2
0
40
0
40
2,6 · 10-*
6,4 · 10-6
2.6 · 10- *
6.4 × 10 6
36,5
36,5
36.5
36.5

Es wurden wiederum 6,821 Lösung abgezogen und 6,821 frische Lösung (35 Gewichtsprozent) zugesetzt. Die Ergebnisse des dritten Arbeitsganges waren:6.821 solution was again drawn off and 6.821 fresh solution (35 percent by weight) added. The results of the third step were:

Zeit in MinutenTime in minutes Spezifische Leitfähigkeit
OtInT1Cm-1
Specific conductivity
OtInT 1 Cm- 1
0
60
0
60
2,6 · 10-*
9,9 · 10-6
2.6 · 10- *
9.9 × 10 6

Die spezifische Leitfähigkeit fiel am Ende des dritten Arbeitsganges sehr langsam ab; es wurde daher der gesamte Ansatz abfiltriert und das Harz mit Wasser gewaschen. Die Harze wurden dann voneinander getrennt und regeneriert.The specific conductivity fell very slowly at the end of the third operation; it was therefore the entire batch is filtered off and the resin is washed with water. The resins were then separated separated and regenerated.

Eine spezifische Leitfähigkeit von 6,4 · 10~6 für 35gewichtsprozentiges Wasserstoffperoxyd bedeutet einen sehr hohen Reinheitsgrad.A specific conductivity of 6.4 × 10 -6 for 35gewichtsprozentiges hydrogen peroxide is a very high degree of purity.

Die Stabilität wurde gemessen durch die Geschwindigkeit der Sauerstoffentwicklung in Kubikzentimeter pro Minute aus einer Probe von 25 ecm, die auf 100° C gehalten wurde. Die Verbesserung war ganz beträchtlich.Stability was measured by the rate of oxygen evolution in cubic centimeters per minute from a sample of 25 ecm, which was kept at 100 ° C. The improvement was quite considerable.

Beispiel 1example 1

11,371 handelsübliche, nicht stabilisierte Wasserstoffperoxydlösung (38,3 Gewichtsprozent) wurden in das Reaktionsgefäß eingeführt, dann wurde mit dem Rühren begonnen und ein Thermometer sowie eine Leitfähigkeitszelle eingesetzt. Es wurden 92 g eines stark sauren Kationenaustauschers und 184 g eines stark basischen Anionenaustauschers, beide in Perlform und aus einem Polystyrolharz bestehend, zugesetzt. Das Verhältnis von Anionen austauschenden Stellen zu den Kationen austauschenden Stellen betrug 0,8: 1. Die spezifische Leitfähigkeit, die in zeitlichen Zwischenräumen festgestellt wurde, zeigte, wann die Reinigung beendet war.11,371 commercial, unstabilized hydrogen peroxide solution (38.3 percent by weight) was added to the reaction vessel, then stirring was started and a thermometer was started as well a conductivity cell is used. There were 92 g of a strongly acidic cation exchanger and 184 g a strongly basic anion exchanger, both in pearl form and made of a polystyrene resin, added. The ratio of anion exchange sites to cation exchange sites was 0.8: 1. The specific conductivity, which was determined in time intervals, showed when the Cleaning was finished.

Spezifische
Leitfähigkeit
Specific
conductivity
Geschwindigkeit der Sauerstoff
entwicklung; ccm/Müiute;
25-ccm-Probe bei 100° C
Speed of oxygen
development; ccm / muute;
25 cc sample at 100 ° C
2,6 · 10-*
6,4 · 10-6
2.6 · 10- *
6.4 × 10 6
2,0
0,06
2.0
0.06

5555

Beispiel 2Example 2

Wasserstoffperoxyd (etwa 30gewichtsprozentig), das stark mit Seewasser verunreinigt war und einen Chloridgehalt von 400 mg/1 aufwies, wurde durch eine ähnliche Behandlung wie bei Beispiel 1 gereinigt: Es wurden 9,091 Lösung mit 90 g Kationenaustauscherharz und 180 g Anionenaustauscherharz vermischt. Das Verhältnis von Anionen austauschenden Stellen zu den Kationen austauschenden Stellen betrug 0,8: 1.Hydrogen peroxide (about 30 percent by weight), which was heavily contaminated with seawater and a Had a chloride content of 400 mg / 1, was purified by a similar treatment as in Example 1: 9.091 solution with 90 g of cation exchange resin and 180 g of anion exchange resin were mixed. The ratio of anion exchange sites to cation exchange sites was 0.8: 1.

Zeit
in
Time
in
Spezifische
Leitfähigkeit
Specific
conductivity
Temperaturtemperature BemerkungenRemarks
MinutenMinutes OhITT1CnT1 OhITT 1 CnT 1 0C 0 C 00 1,1 · ΙΟ-3 1.1 · ΙΟ- 3 1919th Cl: 400 mg/1Cl: 400 mg / l 55 0,5 · 10-3 0.5 × 10 -3 19,519.5 1515th 0,2 · ΙΟ-3 0.2 ΙΟ- 3 2020th ■ 25■ 25 0,09 · ΙΟ-3 0.09 · ΙΟ- 3 2020th 3030th 0,67 · 10-*0.67 10- * 2020th 4040 0,4 · 10-*0.4 · 10- * 2020th Cl: SpurenCl: traces 5353 2,7 · 10-5 2.7 × 10 -5 2020th Cl: geringeCl: low Spurentraces

4,55 1 Lösung wurden abgelassen und weitere 4,75 1 noch nicht behandelter Lösung zugesetzt. Die spezifische Leitfähigkeit stieg wieder auf den Wert von 0,4 • ΙΟ"3 und blieb in dieser Höhe. Das Harz wurde abgetrennt, regeneriert und bei Fortführung des Arbeitsganges ersetzt.4.55 l of solution were drained off and a further 4.75 l of untreated solution were added. The specific conductivity rose again to a value of 0.4 • ΙΟ " 3 and remained at this level. The resin was separated off, regenerated and replaced when the operation was continued.

Beispiel 4Example 4

Eine Kolonne von 7 cm Durchmesser und 10 cm Länge wurde mit 250 g eines aus Kationen- und Anionenaustauscherharzen bestehenden, im Handel erhältlichen Gemischs gefüllt. Das Verhältnis von Anionen austauschenden Stellen zu den Kationen austauschenden Stellen betrug 0,66: 1.A column of 7 cm in diameter and 10 cm in length was with 250 g of a cation and Anion exchange resins existing, commercially available mixture filled. The ratio of Anion exchange sites to the cation exchange sites was 0.66: 1.

11 einer starken Wasserstoffperoxydlösung mit ίο viel Verunreinigungen, deren ursprüngliche Konzentration 74 Gewichtsprozent Wasserstoffperoxyd betrug, wurde mit destilliertem Wasser auf etwa 40 Gewichtsprozent Wasserstoffperoxyd verdünnt und von oben durch die genannte Kolonne mit einer Geschwindigkeit von 15 ccm/Minute hindurchgeführt. Es wurde in der Kolonne keinerlei Zersetzung beobachtet, und das Eluat war — unter Außerachtlassung der Fraktionen, welche das aufgenommene Wasservolumen enthielten — wie folgt verbessert worden:11 a strong hydrogen peroxide solution with ίο a lot of impurities, their original concentration 74 percent by weight hydrogen peroxide was diluted with distilled water to about 40 percent by weight Hydrogen peroxide and diluted from above through said column at one rate of 15 cc / minute passed through. No decomposition whatsoever was observed in the column and the eluate was - disregarded of the fractions which contained the volume of water taken up - improved as follows been:

Zeit
in
Minuten
Time
in
Minutes
Spezifische
Leitfähigkeit
OhIiT1CnT1
Specific
conductivity
OhIiT 1 CnT 1
Temperatur
0C
temperature
0 C
BemerkungenRemarks
to >—to> -
O O Ui OO O Ui O
0,4 · ΙΟ-3
0,3 · ΙΟ-3
1,0 · 10~*
2,0 · 10-5
0.4 x 3 ΙΟ-
0.3 x 3 ΙΟ-
1.0 · 10 ~ *
2.0 x 10- 5
25
25
25
25
25th
25th
25th
25th
frei von Clfree of Cl

4,551 der H2O2-Lösung wurden abgezogen und wiederum 5,551 frischer Lösung zugesetzt.4.551 of the H 2 O 2 solution were drawn off and another 5.551 of the fresh solution was added.

3535

Zeit
in
Time
in
Spezifische
Leitfähigkeit
Specific
conductivity
Temperaturtemperature BemerkungenRemarks
MinutenMinutes OhIrT1CnT1 OhIrT 1 CnT 1 0C 0 C 00 0,4 · ΙΟ"3 0.4 · ΙΟ " 3 2424 Cl: 200 mg/1Cl: 200 mg / l 1111 1,0 · 10-*1.0 · 10- * 2424 1414th 0,65 · 10-*0.65 10- * 2424 1818th 0,5 ■ 10-*0.5 ■ 10- * 2424 2828 0,36 · 10-*0.36 10- * 2424 6666 2,3 · ΙΟ-5 2.3 · ΙΟ- 5 2424 9797 2,2 · ΙΟ-5 2.2 ΙΟ- 5 2424 frei von Clfree of Cl

Vor der
Behandlung
Before the
treatment
Nach der
Behandlung
After
treatment
Ammoniak, in Form von
NH4 +, Gewichtsprozent
Ammonia, in the form of
NH 4 + , weight percent
0,14830.1483 2,8 ■ 10-*2.8 ■ 10- *
Sulfat in Form von SO4,
Gewichtsprozent
Sulphate in the form of SO 4 ,
Weight percent
0,48320.4832 2,9 · 10-*2.9 10- *
Phosphat, berechnet als
P2O5, Gewichtsprozent
Phosphate calculated as
P 2 O 5 , weight percent
0,11630.1163 56,0 · 10-*56.0 10- *
H2O2-Konzentration, Ge
wichtsprozent
H 2 O 2 concentration, Ge
weight percent
43,1243.12 42,9742.97
PH-Wert der Lösung PH of the solution 3,23.2 2,62.6

Beispiel 5Example 5

Das Harz war jetzt offensichtlich erschöpft, und es wurde abgetrennt und mit Erfolg regeneriert. Bei diesen Behandlungen sollte nicht ein hoher Reinheitsgrad, sondern Freiheit von Chlorid erzielt werden, was bei einem etwas höheren Leitfähigkeitswert erreicht wurde, der möglicherweise einer gewissen Selektivität des Harzes zuzuschreiben ist.The resin was now apparently exhausted and it was separated and successfully regenerated. at these treatments should not achieve a high degree of purity, but freedom from chloride, what was achieved at a slightly higher conductivity value, possibly a certain Selectivity of the resin is attributable.

Beispiel 3Example 3

1 1 83gewichtsprozentiges Wasserstoffperoxyd wurde in ähnlicher Weise wie im Beispiel 1 mit 1 g Kationenaustauscherharz und 2 g Anionenaustauscherharz behandelt. Das Verhältnis von Anion austauschenden Stellen zu den Kationen austauschenden Stellen betrug 0,8 : 1. Die spezifische Leitfähigleit wurde von 1 · 10~5 auf 2,3 · 10-6 OhHi-1CIn-1 herabgesetzt, was einem sehr hohen Reinheitsgrad entspricht. Das anionische Harz war danach praktisch erschöpft, aber die Abtrennung konnte ohne Schwierigkeit durchgeführt werden. Die für die Durchführung dieser Schlußreinigung erforderliche Zeit betrug etwa 1 Stunde, und es wurde dabei die sonst erforderliche sehr lästige Destillation erspart.11 of 83 weight percent hydrogen peroxide was treated in a manner similar to that in Example 1 with 1 g of cation exchange resin and 2 g of anion exchange resin. The ratio of the anion-exchange sites on the cation-exchange sites was 0.8: 1. The specific Leitfähigleit was of 1 × 10 -5 reduced to 2.3 x 10- 6 1 OhHi- CIN 1, which corresponds to a very high degree of purity . The anionic resin was practically exhausted thereafter, but the separation could be carried out without difficulty. The time required to carry out this final cleaning was about 1 hour, and the otherwise very troublesome distillation was saved.

179 g eines Kationenaustauscherharzes in seiner Wasserstofform und 358 g eines Anionenaustauscherharzes in seiner Hydroxylform wurden miteinander vermischt unter Bildung einer Säule von 6 cm Durchmesser und 24 cm Länge. Das Verhältnis von Anionen austauschenden Stellen zu den Kationen austausehenden Stellen betrug 0,8: 1.179 g of a cation exchange resin in its hydrogen form and 358 g of an anion exchange resin in its hydroxyl form were mixed together to form a column 6 cm in diameter and 24 cm in length. The ratio of anion-exchanging sites to cation-exchanging sites Digits was 0.8: 1.

9,09 135gewichtsprozentiges technisches Wasserstoffperoxyd wurden durch diese Kolonne mit einer Geschwindigkeit von 4,55 l/Stunde hindurchgeführt. Bei Beginn der Behandlung wurde eine Wasserstrahl-Vakuumpumpe an das untere Ende der Kolonne angeschlossen, um das Hindurchfließen der Wasserstoffperoxydlösung zu erleichtern. In zeitlichen Zwischenräumen wurde die spezifische Leitfähigkeit gemessen; diese gibt ein genaues Maß für die Reinheit.9.09 135 weight percent technical hydrogen peroxide were passed through this column at a rate of 4.55 l / hour. At the beginning of the treatment, a water jet vacuum pump was attached to the lower end of the column connected to facilitate the flow of the hydrogen peroxide solution. In time intervals the specific conductivity was measured; this gives an exact measure of the purity.

5555

-5 60 Vor der Behandlung-5 60 Before treatment

Nach der Behandlung <. After the treatment <.

Spezifische Leitfähigkeit OhIiT1CIrT1 Specific conductivity OhIiT 1 CIrT 1

7,37.3

5,06
6,4
6,8
8,5
5.06
6.4
6.8
8.5

10-* 10-6 10- * 10- 6

ίο-6 ίο- 6

10-6 10-6 10- 6 10- 6

ZeitTime

inin

MinutenMinutes

3030th

6060

9090

120120

Es trat während der Behandlung keine Veränderung in der Konzentration der Wasserstoffperoxydlösung auf. Der geringe Anstieg der spezifischen LeitfähigkeitThere was no change in the concentration of the hydrogen peroxide solution during the treatment on. The small increase in specific conductivity

nach einstündiger Behandlung zeigt jedoch, daß die Kolonnenpackung sich allmählich erschöpft.however, after one hour of treatment, it shows that the column packing is gradually being exhausted.

Beispiel 6Example 6

Eine Kolonne von 3 cm Durchmesser und 20 cm Länge wurde mit 140 g eines gemischten Austauscherharzes gefüllt, das nach den Angaben im Beispiel 5 hergestellt war. Das Verhältnis von Anionen austauschenden Stellen zu Kationen austauschenden Stellen betrug 0,8 : 1. Zu einer 80gewichtsprozentigen Wasserstoffperoxydlösung, die mit destilliertem Wasser auf 50 Gewichtsprozent Wasserstoffperoxyd verdünnt worden war, wurde 1 g Natriumchlorid pro Liter zugesetzt. 250 ecm dieser Lösung wurden durch die genannte Kolonne von oben nach unten mit einer Geschwindigkeit von 50 ccm/Min. hindurchgeführt. Am Boden der Kolonne war zu diesem Zweck eine Wasserstrahlpumpe angeschlossen. Nach der Silbernitratprobe wurde das gesamte vorhandene Chlorid entfernt.A column 3 cm in diameter and 20 cm in length was filled with 140 g of a mixed exchange resin filled, which was prepared according to the information in Example 5. The ratio of anions exchanging Cation-exchanging sites was 0.8: 1. To an 80 percent by weight hydrogen peroxide solution, which have been diluted with distilled water to 50 percent by weight hydrogen peroxide 1 g of sodium chloride per liter was added. 250 ecm of this solution were given by the said Column from top to bottom at a speed of 50 ccm / min. passed through. On the ground a water jet pump was connected to the column for this purpose. After the silver nitrate test all chloride present was removed.

Die vorstehend beschriebene Arbeitsweise wurde wiederholt unter Verwendung von 61 einer 35- bis 40gewichtsprozentigen Wasserstoffperoxydlösung, die wiederum 1 g/l Natriumchlorid enthielt. Das Wasserstoffperoxyd wurde mit einer Geschwindigkeit von 11 pro 10 Minuten von oben nach unten durch eine Säule von 6 cm Durchmesser und 30 cm Länge hindurchgeführt, welche 567 g des gemischten Austauscherharzes, das gemäß Beispiel 5 hergestellt worden war, enthielt. Auch hierbei wurde an Hand der Silbernitratprobe festgestellt, daß das gesamte vorhandene Chlorid entfernt worden war.The above procedure was repeated using 61 of a 35- bis 40 weight percent hydrogen peroxide solution, which in turn contained 1 g / l sodium chloride. The hydrogen peroxide was going through a top down at a rate of 11 per 10 minutes Column 6 cm in diameter and 30 cm in length passed through, which contained 567 g of the mixed exchange resin, which had been prepared according to Example 5 contained. Here too, the silver nitrate sample was used found that all of the chloride present had been removed.

Beispiel 7Example 7

271 g eines Austauscherharzgemisches, welches 1 Gewichtsteil eines Kationenaustauschers in seiner Wasserstofform und 2 Gewichtsteile eines Anionenaustauschers in seiner Hydroxylform enthielt, wurden im Rahmen der Behandlung eines Einzelansatzes zu 11,37 1 eines 35gewichtsprozentigen Wasserstoffperoxyds zugesetzt. Das Verhältnis von Anionen austauschenden Stellen zu Kationen austauschenden Stellen betrug 0,8: 1. Die spezifische Leitfähigkeit wurde gemessen; es ergaben sich folgende Werte: chargenweisen Behandlung zu 21 einer 85%igen Wasserstoffperoxydlösung, die auf etwa 45% verdünnt war, zugesetzt. Das Verhältnis von Anionen austauschenden Stellen zu Kationen austauschenden Stellen betrug 0,32: 1. Das gesamte Gemisch wurde 1 Stunde bei 230C gerührt. Die Werte für die spezifische Leitfähigkeit waren folgende: 271 g of an exchange resin mixture which contained 1 part by weight of a cation exchanger in its hydrogen form and 2 parts by weight of an anion exchanger in its hydroxyl form were added to 11.37 l of 35% by weight hydrogen peroxide in the course of treating a single batch. The ratio of anion exchange sites to cation exchange sites was 0.8: 1. The specific conductivity was measured; it following values were obtained: batch treatment at 21 a 85% en hydrogen peroxide, which was diluted to about 45%, is added. The ratio of anion exchange sites to cation exchange sites was 0.32: 1. The entire mixture was stirred at 23 ° C. for 1 hour. The values for the specific conductivity were as follows:

Spezifische Leitfähigkeit
OhHT1Cm""1
Specific conductivity
OhHT 1 cm "" 1
Zeit in MinutenTime in minutes
183,0 · ΙΟ-6
7,33 · 10-6
6,93·10-6
183.0 · ΙΟ- 6
7.33 · 10- 6
6.93 · 10- 6
0
30
60
0
30th
60

Dieses Beispiel zeigt, daß die Carbonatform bezüglich der Entfernung von Verunreinigungen aus Wasserstoffperoxyd ebenso wirksam ist wie die Hydroxylform. This example shows that the carbonate form is useful in removing contaminants from hydrogen peroxide is as effective as the hydroxyl form.

Beispiel 9Example 9

Ein Bett aus gemischtem Harz, das 40 g des Kationenaustauschers in seiner Wasserstofform und 40 g des Aninonenaustauschers in seiner Hydroxylform enthielt, wurde bei einer chargenweisen Behandlung von 21 eines 85gewichtsprozentigen Wasserstoffperoxyds verwendet, das auf etwa 43 Gewichtsprozent verdünnt worden war und dem etwa 5 ecm Eisessig zugegeben worden waren. Das Verhältnis von Anionen austauschenden Stellen zu Kationen austauschenden Stellen betrug 0,4: 1. Das gesamte Gemisch wurde 1 Stunde bei 23,5° C gerührt. Die Werte für die spezifische Leitfähigkeit waren folgende:A bed of mixed resin containing 40 grams of the cation exchanger in its hydrogen form and 40 grams of the Aninonexauschers contained in its hydroxyl form, was in a batch treatment of 21 of an 85 weight percent hydrogen peroxide is used, which is diluted to about 43 weight percent and to which about 5 ecm of glacial acetic acid had been added. The ratio of anions exchanging Cation exchange sites was 0.4: 1. The total mixture was Stirred at 23.5 ° C. for 1 hour. The values for the specific conductivity were as follows:

Spezifische Leitfähigkeit
ObWT1CTiF1
Specific conductivity
ObWT 1 CTiF 1
Zeit in MinutenTime in minutes
158 · 10-6
10,36 · ΙΟ-6
158 · 10- 6
10.36 ΙΟ- 6
0
60
0
60

Spezifische Leitfähigkeit
OhIrT1Cm-1
Specific conductivity
OhIrT 1 cm- 1
Zeit in MinutenTime in minutes
6,4 · IO-4
6,4 · 10-6
6.4 · IO- 4
6.4 × 10 6
0
30
0
30th

4545

Dann wurden 4,55 1 der Lösung abgetrennt und 4,551 einer unbehandelten Wasserstoffperoxydlösung neu zugegeben. Die Werte für die dann erreichte spezifische Leitfähigkeit waren:Then 4.55 l of the solution were separated off and 4.551 of an untreated hydrogen peroxide solution newly added. The values for the specific conductivity then achieved were:

Beispiel 10Example 10

Ein Harzgemisch, das 40 g des Kationenaustauschers in seiner Wasserstofform und 40 g des Anionenaustauschers in seiner Hydroxylform enthielt, wurde bei einer chargenweisen Behandlung von 21 eines 85gewichtsprozentigen Wasserstoffperoxyds verwendet, das auf etwa 43 Gewichtsprozent verdünnt worden war und dem etwa 12 ecm Pyridin zugesetzt worden waren. Das ganze Gemisch wurde bei einer Temperatur von 23,5° C 1 Stunde gerührt. Nachstehend sind die Werte für die Leitfähigkeit angegeben:A resin mixture containing 40 g of the cation exchanger in its hydrogen form and 40 g of the Containing anion exchanger in its hydroxyl form, was in a batch treatment of 21 of an 85 weight percent hydrogen peroxide diluted to about 43 weight percent and to which about 12 ecm of pyridine had been added. The whole mixture was at one Stirred temperature of 23.5 ° C for 1 hour. The values for the conductivity are given below:

Spezifische Leitfähigkeit
OhIiT1CnT1
Specific conductivity
OhIiT 1 CnT 1
Zeit in MinutenTime in minutes
2,56 · IO-5
6,9 -ΙΟ-6
2.56 · IO- 5
6.9 -ΙΟ- 6
0
75
0
75

5555

6060

Spezifische Leitfähigkeit
0ImT1CnT1
Specific conductivity
0ImT 1 CnT 1
Zeit in MinutenTime in minutes
9,26 · IO-4
10,91 · ΙΟ"6
8,14 · ΙΟ-6
9.26 · IO- 4
10.91 · ΙΟ " 6
8.14 · ΙΟ- 6
0
30
60
0
30th
60

Mit Hilfe eines Motors und eines Glasrührers wurde laufend gerührt.A motor and a glass stirrer were used to stir continuously.

Beispiel 8Example 8

80 g eines Anionenaustauscherharzes in der Carbonatform und 100 g eines Kationenaustauscherharzes in seiner Wasserstofform wurden im Rahmen einer Die nächste Tabelle zeigt die Resultate von Versuchen, welche durchgeführt worden sind, um die Zersetzung von Wasserstoffperoxyd zu zeigen, wenn es unter Anwendung von Harzbetten mit verschiedenen Mengenverhältnissen zwischen den Anionenaustauschern und Kationenaustauschern gereinigt wird. Als Kationenaustauscher wurde ein einfunktionelles sulfoniertes Polystyrolharz in Perlform und als80 g of an anion exchange resin in the carbonate form and 100 g of a cation exchange resin in its hydrogen form were The next table shows the results of experiments which have been carried out to show the decomposition of hydrogen peroxide when it using resin beds with different proportions between the anion exchangers and cation exchangers is cleaned. A single-functional one was used as the cation exchanger sulfonated polystyrene resin in pearl form and as

Anionenaustauscher wurde ein einfunktionelles Harz mit Aminogruppen, gleichfalls in Perlform, verwendet. Das Verhältnis der Zahl der austauschenden Stellen in 1 Gewichtsteil des Kationenaustauschers zu der Zahl der austauschenden Stellen im gleichen Gewicht des Anionenaustauschers ist 5:2. Die Arbeitsweise bei dem Versuch bestand darin, daßAnion exchanger, a monofunctional resin with amino groups, also in bead form, was used. The ratio of the number of exchanging sites in 1 part by weight of the cation exchanger to the number of exchanging sites in the same weight of the anion exchanger is 5: 2. the The way of working in the experiment was that

1010

g des gemischten Harzes zu 21 eines 85gewichtsprozentigen Wasserstoffperoxyds, das auf etwa 46 Gewichtsprozent verdünnt worden war, zugesetzt wurden, und daß das gesamte Gemisch 1 Stunde bei 230C gerührt wurde, wobei Proben der Lösung bei Beginn des Versuches und nach 1 Stunde abgenommen und bezüglich ihrer Konzentration untersucht wurden.g of the mixed resin were added to 21 of an 85% by weight hydrogen peroxide, which had been diluted to about 46% by weight, and that the entire mixture was stirred for 1 hour at 23 ° C., samples of the solution being taken at the beginning of the experiment and after 1 hour were examined for their concentration.

Verhältnis der Anionen aus
tauschenden Stellen zu den
Ratio of anions
exchanging positions to the
11 GewichtsprozentWeight percent GewichtsprozentWeight percent Verlust GewichtsprozentWeight loss percent
0I0 Anionharz 0 I 0 anion resin Kationen austauschendenCation exchanging 11 H2O2 H 2 O 2 H2O2 H 2 O 2 H2O2 H 2 O 2 StellenPlace 11 bei Beginnat the beginning nach 1 Stundeafter 1 hour nach 1 Stundeafter 1 hour 0,000.00 11 46,2146.21 45,9545.95 0,26.0.26. 20,0020.00 0,10.1 11 46,5346.53 46,2846.28 0,250.25 33,3333.33 0,20.2 11 46,3446.34 46,2046.20 0,140.14 42,8642.86 0,30.3 11 46,3246.32 46,3546.35 0,000.00 63,6463.64 0,70.7 47,0047.00 46,3246.32 0,680.68 77,7877.78 1,41.4 47,4547.45 46,5046.50 0,950.95 81,8281.82 1,81.8 48,0548.05 45,9545.95 2,102.10 87,5087.50 2,82.8 47,9547.95 46,0046.00 1,951.95 100,00100.00 55,355.3 50,0050.00 5,305.30

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Verfahren zum Reinigen wäßriger, ionisierte anorganische und/oder organische Verunreinigungen enthaltender Wasserstoffperoxydlösung mit Anionen- und Kationenaustauscherharzen im Einbettsystem, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Anionen austauschenden zu den Kationen austauschenden Stellen zwischen 1,5: 1 und 1: 10 liegt und daß das Anionenaustauscherharz in der Hydroxyl- oder Carbonatform vorliegt.1. A method for cleaning aqueous, ionized inorganic and / or organic impurities containing hydrogen peroxide solution with anion and cation exchange resins in the embedding system, characterized in that the ratio of the anions exchanging to the cation exchanging sites is between 1.5: 1 and 1:10 and that the anion exchange resin is in the hydroxyl or carbonate form. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Anionen austauschenden zu den Kationen austauschenden Stellen 1: 1 beträgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the ratio of the anions exchanging to the cation-exchanging sites is 1: 1. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsverfahren kontinuierlich durchgeführt wird, wobei die Strömungsgeschwindigkeit der Wasserstoffperoxydlösung ausreichend hoch ist, um eine lokale Zersetzung zu vermeiden.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the cleaning process is continuous is carried out, the flow rate of the hydrogen peroxide solution being sufficient is high in order to avoid local decomposition. 4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren unter ständigem Rühren absatzweise durchgeführt wird und daß die Austauscherharze erst nach praktisch vollständiger Erschöpfung des Anionenaustauschers von der Wasserstoffperoxydlösung abgetrennt werden.4. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the method under constant Stirring is carried out intermittently and that the exchange resins only after practically complete Exhaustion of the anion exchanger can be separated from the hydrogen peroxide solution. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es bei Zimmertemperatur durchgeführt wird.5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that it is carried out at room temperature will. In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1 006 402.
Legacy Patents Considered:
German Patent No. 1 006 402.
© 209 747/304 12.62© 209 747/304 12.62
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DE3822348A1 (en) * 1988-07-01 1990-01-04 Siemens Ag Purification process for hydrogen peroxide

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