DE1243160B - Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxyd - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von WasserstoffperoxydInfo
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- DE1243160B DE1243160B DEC35236A DEC0035236A DE1243160B DE 1243160 B DE1243160 B DE 1243160B DE C35236 A DEC35236 A DE C35236A DE C0035236 A DEC0035236 A DE C0035236A DE 1243160 B DE1243160 B DE 1243160B
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
Int. Cl.:
COIb
Deutsche KL: 12 i-15/02
C01 9 1 5 /
Nummer: 1243 160
Aktenzeichen: C 35236IV a/12 i
Anmeldetag: 5. März 1965
Auslegetag: 29. Juni 1967
07 3
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxyd.
In der am 29. Oktober 1963 ausgegebenen kanadischen Patentschrift 673 355 ist ein Verfahren zur Herstellung
von Wasserstoffperoxyd durch Reduktion des s Natriumsalzes einer Anthrachinondisulfonsäure mit
Schwefelwasserstoff und anschließende Oxydation des reduzierten Produktes offenbart. Bei der Durchführung
des Verfahrens, wie es in der kanadischen Patentschrift 673 355 beschrieben ist, ist es schwierig, die
Reduktionsreaktion zur Vervollständigung bzw. Vollendung zu bringen, indem restlicher Schwefelwasserstoff,
welcher vor der Oxydationsstufe entfernt werden muß, in der Lösung verbleibt. Es wurde auch festgestellt,
daß sich Natriumthiosulfat als Nebenprodukt der Reduktionsreaktion bildet. Ein wirksamer Betrieb
des Verfahrens erfordert, daß die Reduktionsreaktion im wesentlichen zur Vervollständigung gebracht
wird und daß die Erzeugung von Salzen von Sauerstoffsäuren des Schwefels und Carbonaten während der ao
Reaktion auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxyd,
welches die Stufe des Reduzierens eines Salzes einer Anthrachinondisulfonsäure mit Schwefelwasserstoff,
wobei die genannte Reduktionsreaktion mit minimalen Mengen von unerwünschten Nebenprodukten im
wesentlichen vollständig vor sich geht, umfaßt.
Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft das Umsetzen von Schwefelwasserstoff mit einer wäßrigen
Lösung eines Salzes einer Anthrachinondisulfonsäure bzw. Anthrachinondisulfonates in einem solchen
Anteil, daß das Molverhältnis von Anthrachinondisulfonat zu Hydrogensulfidion mindestens 2,3:1
beträgt, bei einem pH-Wert von 7,0 bis 8,5, wodurch elementarer Schwefel und das reduzierte anthrachinondisulfonsäure
Salz entsteht, das Abtrennen des Schwefels und Oxydieren des genannten reduzierten
anthrachinondisulfonsauren Salzes unter Bildung von Wasserstoffperoxyd und Regenerierung des anthrachinondisulfonsauren
Salzes.
Der zur Verwendung im ernndungsgemäßen Verfahren geeignete Schwefelwasserstoff kann reiner
Schwefelwasserstoff oder ein Gas mit einem Gehalt an Schwefelwasserstoff und in bezug auf die erfindungsgemäßen
Reaktionen inerten Gasen, wie Stickstoff bzw. gasförmige Kohlenwasserstoffe sein. Die
Gegenwart von Sauerstoff im Schwefelwasserstoff wird jedoch vorzugsweise vermieden, da er die
Neigung hat, die Ausbeute an Wasserstoffperoxyd zu vermindern und die Erzeugung von unerwünschten
Nebenprodukten zu erhöhen.
Verfahren zur Herstellung
von Wasserstoffperoxyd
von Wasserstoffperoxyd
Anmelder:
Canadian Industries Limited, Montreal (Kanada)
Vertreter:
Dr.-Ing. H. Fincke, Dipl.-Ing. H. Bohr
und Dipl.-Ing. S. Staeger, Patentanwälte,'
München 5, Müllerstr. 31
Als Erfinder benannt:
David Hudson, George Russell Lusby, St. Hilaire; Frederik van Zeggeren,
St. Basile Ie Grand (Kanada)
Beanspruchte Priorität:
Kanada vom 6. März 1964 (897 362)
Die als Reaktionsteilnehmer im ernndungsgemäßen Verfahren geeigneten Anthrachinondisulfonate sind
die wasserlöslichen Salze von Anthrachinondisulfonsauren und umfassen insbesondere die Natriumsalze
der bekannten isomeren Anthrachinondisulfonsauren sowie Mischungen derselben. Das Dinatriumsalz von
Anthrachinon-2,7-disulfonsäure ist das am meisten wasserlösliche der isomeren Natriumsalze und ist, da
es handelsüblich ist, der bevorzugte Reaktionsteilnehmer. Es können jedoch die weniger löslichen Salze
der anderen isomeren Anthrachinondisulfonsauren in niedrigeren Konzentrationen verwendet werden, die
dann erzeugte Wasserstoffperoxydkonzentration ist aber im allgemeinen geringer als die bei Verwendung
des. 2,7-Disulfonsäurederivates. Vor der Verwendung ist es zweckmäßig, die Anthrachinondisulfonatlösung
zu reinigen, beispielsweise durch Durchleiten durch ein Kationenaustauscherharz.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird zweckmäßigerweise unter Verwendung einer wäßrigen
Lösung des Dinatriumsalzes von Anthrachinon-2,7-disulfonsäure,
die 10 bis 150 g dieses Disulfonates pro Liter enthält und auf einen pH-Wert von 7,0 bis
8,8, vorzugsweise 7,5 bis 8,1, gepuffert ist, durchgeführt. Brauchbare verwendete Pufferverbindungen
sind Borsäure und Natriumtetraborat. Es ist jedoch
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möglich, die Zugabe von Boratpufferverbindungen durch Verwendung einer Calciumverbindung, welche
in einer späteren Stufe zur Fällung des Wasserstoffperoxydes als Calciumperoxyd dienen kann, als
Bestandteil zu vermeiden. Der pH-Wert der Anthra- S chinondisulfonatlösung kann durch Zugabe von
Calciumhydroxyd und/oder Schwefelwasserstoff innerhalb des erwünschten Bereiches gehalten werden;
dies vermeidet die Fällung von Calciumborat in späteren Stadien des Verfahrens. Als andere Mög- »o
lichkeit kann der pH-Wert in einem kontinuierlichen Verfahren durch Zugabe von Natriumhydroxyd,
welches in einem späteren Stadium des Verfahrens vom Natriumsalz der reduzierten Anthrachinondisulfonsäure
regeneriert werden kann, gesteuert werden.
Der bevorzugte Temperaturbereich des Verfahrens beträgt 20 bis 300C.
Der Schwefelwasserstoff wird dann in der Anthrachinondisulfonatlösung
mit einer solchen Geschwin- ao digkeit, daß das Molverhältnis vom Anthrachinondisulfonat
zum Hydrogensulfidion nicht geringer als 2,3:1 ist, verteilt bzw. dispergiert. Es wurde festgestellt,
daß beim Betrieb des Verfahrens durch Erhöhung des Molverhältnisses von Anthrachinondöitfionat
zu Hydrogensulfidion auf über 10:1 sehr wenig Vorteile zu erzielen sind. Zur Erzielung der
IWMriimalen Wasserstoffperoxydkonzentration ist der
bevorzugte Bereich 2,3 bis 3,7. Während der Reduktion des anthrachinondisulfonsauren Salzes erhöht sich
der pH-Wert der gepufferten Lösung etwas (maximale Erhöhung: 0,35 pH-Einheiten). Es wurde festgestellt,
daß bei Raumtemperatur mindestens 97% des
Schwefelwasserstoffes innerhalb 60 Minuten reagieren, wobei der größte Teil des Schwefelwasserstoffes
innerhalb 15 Minuten reagiert. Auf den umgesetzten Schwefelwasserstoff bezogen, beträgt die Ausbeute
am reduzierten Anthrachinondisulfonat bis zu 90%. wobei durch Anwesenheit von Sauerstoff im System
geringere Ausbeuten herbeigeführt werden. Es wurde festgestellt, daß bei Befolgung des oben angegebenen
Bereiches von pH-Werten und Reaktionsteilnehmerkonzentrationen die Reaktion ohne Verwendung von
Zusätzen, wie Natriumvanadat, zufriedenstellend vor sich geht. Darüber hinaus wird die Erzeugung von
unerwünschten Nebenprodukten durch Nebenreaktionen vermindert, wenn die Reduktionsreaktion
innerhalb des pH-Bereiches von 7,0 bis 8,5 und nicht bei höheren oder niedrigeren pH-Werten stattfindet.
Das reduzierte Anthrachinondisulfonat wird vom Schwefelprodukt getrennt, zweckmäßigerweise durch
Filtrieren des Reaktionsproduktes zur Entfernung des unlöslichen Schwefels von der Lösung des reduzierten
Anthrachinondisulfonates, und mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas, beispielsweise Luft,
unter Bildung von Wasserstoffperoxyd und Regenerierung des Ausgangsmaterials, d. h. des Anthrachinondisulfonates
zur gegebenenfalls erfolgenden Wiederverwendung oxydiert. Das Wasserstoffperoxyd
kann in irgendeiner bekannten Weise, beispielsweise durch Fällen als Calciumperoxyd, gewonnen werden.
Wenn Wasserstoffperoxyd aus den wäßrigen Lösungen durch Fällen als Calciumperoxyd gewonnen wird, ist
es vorteilhaft, die wasserlösliche Calciumverbindung vor der Oxydation zur Lösung zuzugeben. In dieser
Weise wird das Wasserstoffperoxyd gefällt, sobald es sich bildet, und das Auftreten von Nebenreaktionen
mit dem Wasserstoffperoxyd wird auf ein Mindestmaß herabgesetzt. Wenn die wasserlösliche Calciumverbindung
Calciumhydroxyd ist, liegt der pH-Wert der Lösung im Bereich von 10 bis 12,6. Dies ist vorteilhaft,
da es festgestellt wurde, daß sich die Wasserstoffperoxydausbeute mit abnehmendem pH-Wert der
Lösung, in welcher die Oxydationsstufe stattfindet, vermindert.
Das Calciumperoxydprodukt kann durch bekannte Verfahrensweisen abgetrennt und in Wasserstoffperoxyd
übergeführt werden.
Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, die Reaktion des Schwefelwasserstoffes
mit dem Anthrachinondisulfonat im wesentlichen zur Vervollständigung zu bringen, wodurch
sich eine maximale Wasserstoffperoxydkonzentration für eine gegebene Anthrachinondisulfonatkonzentration
ergibt. Darüber hinaus ist es durch Verringerung der Menge von nicht umgesetztem
Schwefelwasserstoff in der Lösung auf ein Mindestmaß möglich, die Anwendung einer Schwefelwasserstoffdesorptionsstufe
im Verfahren zu vermeiden. Die Steuerung des pH-Wertes während der Reduktionsreaktion setzt auch die Bildung von unerwünschten
Nebenprodukten, wie Natriumthiosulfat, auf ein Mindestmaß herab.
Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert, wobei die Prozente Gewichtsprozente
sind.
Es wurde Schwefelwasserstoffgas in wäßriger Natriumhydroxydlösung absorbiert, und die so gebildete
Lösung von Natriumhydrogensulfid (NaHS) wurde zu einer gepufferten wäßrigen Lösung des Dinatriumsalzes
von Anthrachinon-2,7-disulfonsäure zugegeben. Die pH-Variierung wurde durch Variieren der Pufferkonzentration
erhalten. Vor Beginn der Umsetzung hatte die Lösung die folgende Zusammensetzung:
Anthrachinondisulfonat 11,5 %
Reduziertes Anthrachinondisulfonat —
Natriumtetraborat 0,5%
Borsäure 3 %
Schwefelwasserstoff
(als NaHS vorliegend) 0,41%
Natriumthiosulfat —
Natriumsulfat —
Schwefel —
pH-Wert 7,0
Nach der Reaktionsdauer von 1 Stunde bei Raumtemperatur hatte die Lösung die folgende Zusammensetzung:
Anthrachinondisulfonat 6,5 %
Reduziertes Anthrachinondisulfonat 5,0 %
Natriumtetraborat 1,7%
Borsäure 1,5%
Schwefelwasserstoff
(als NaHS vorliegend) 0,008%
Natriumthiosulfat 0,03 %
Natriumsulfat 0,028%
Schwefel (in Suspension) 0,4%
pH-Wert 8,2
Der Schwefelwasserstoffgehalt wurde von 0,41 auf 0,008% [80ppm], d.h. auf 2% des Anfangswertes,
vermindert. Das Molverhältnis von Anthrachinondisulfonat zu Hydrogensulfidion am Beginn der
Reaktion war
11,5 0,41 412 :~ 34 '
d.h. 2,3:1- S
Es wurde eine wäßrige Lösung mit einem Gehalt an 0,279 Mol des Dinatriumsalzes von Anthrachinon-2,7-disulfonsäure
pro Liter hergestellt und ihr pH- t0 Wert zu 8,1 festgestellt. Dann wurde ein Schwefelwasserstoffgasstrom
durch die Lösung des Dinatriumsalzes von Anthrachinon-2,7-disulfonsäure geleitet,
bis der pH-Wert auf 7 gefallen ist. Der Schwefelwasserstoffstrom wurde dann unterbrochen, und es
wurde wäßrige Natriumhydroxydlösung zugegeben, bis der pH-Wert der Lösung des Dinatriumsalzes von
Anthrachinon-2,7-disulfonsäure auf 8,1 stieg. Das Schwefelwasserstoffgas wurde erneut in die Lösung
geleitet, es wurde jedoch damit aufgehört, als der ao
pH-Wert auf 7,5 gefallen war. Der Schwefelwasserstoffstrom wurde wiederum unterbrochen und der
pH-Wert durch Zugabe von Natriumhydroxydlösung auf 8,1 erhöht. Diese Steuerung des pH-Wertes wurde
fortgesetzt, bis ein wesentlicher Niederschlag von a5
Schwefel gebildet worden ist. Es wurde mit dem Fortschreiten der Reaktion beobachtet, daß zunehmend
größere Mengen von Schwefelwasserstoff und Natriumhydroxyd erforderlich waren, um dieselbe
Änderung des pH-Wertes herbeizuführen, was anzeigte, daß das reduzierte Dinatriumsalz von Anthrachinon-2,7-disulfonsäure
als Puffer wirksam war. 1 Stunde nach Beginn des Versuches wurde die w
reduzierte Lösung analysiert, und es wurde festgestellt, g
daß sie die folgenden Bestandteile enthielt: 35 ,£
Mol pro Liter H
Anthrachinondisulfonat 0,161
Reduziertes Anthrachinondisulfonat 0,1136
Natriumhydroxyd 0,100
Schwefel (als Aufschlämmung bzw.
Brei) 0,109
Restlicher Schwefelwasserstoff 0,0044
Nachdem der Schwefel abgetrennt und das reduzierte Anthrachinondisulfonat mit Luft oxydiert wurde,
wurde festgestellt, daß die oxydierte Lösung 0,100 Mol Wasserstoffperoxyd pro Liter enthielt.
So ist es möglich, Natriumhydroxyd zu verwenden, um den pH-Wert der Reduktionsreaktion innerhalb
des erwünschten Bereiches zu halten. Das Natriumhydroxyd bleibt in der Anthrachinondisulfonatlösung
und kann im folgenden Zyklus bzw. in der folgenden Periode der Reduktion mit Schwefelwasserstoff erneut
zur Steuerung des pH-Wertes verwendet werden.
Beispiele 3 bis 10
Es wurde eine Reihe von Versuchen durchgeführt, um Calciumperoxydausbeuten zu zeigen, wobei
Schwefelwasserstoff in verschiedenen Formen mit dem Dinatriumsalz von Anthrachinon-2,7-disulfonsäure
in wäßriger Lösung umgesetzt, der gebildete Schwefel abgetrennt, das reduzierte Anthrachinondisulfonat
zu Wasserstoffperoxyd oxydiert und das Wasserstoffperoxyd als Calciumperoxydoctahydrat getrennt
wurde. Die Einzelheiten der Versuche sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:
Tabelle I (Fortsetzung)
Bei spiel |
Dinatriumsalz von Anthrachinon- 2,7-disulfonsäure |
H2S | Konzentr H2S als NaHS |
artion von Ca(HS)2 |
Reaktionsteilnehmem Reduziertes Dinatriumsalz von Anthrachinon- 2,7-disulfonsäure |
und Produkten in M< Restlicher HSS |
)1 pro Liter Na8S8O, |
Schwefel | CaOs | Puffer konzentration |
Gebalt am Dinatriumsalz von Anthrachinon- 2,7-disulfonsäure in ·/· vom CaO1 |
Ausbeu bezöge H Schwefel |
lein·/· ■nauf S CaO, |
4 | 0,267 | 0,0322 | nicht analysiert |
keiner festgestellt |
nicht analysiert |
0,0176 | 0,0114 | 0,5 V0 Na2B4O7 |
nicht analysiert |
54,6 | 35,4 | ||
5 | 0,267 | 0,1225 | 0,1115 | keiner festgestellt |
nicht analysiert |
0,1202 | 0,1042 | Ibis 2% NaHCO8 |
nicht analysiert |
98,4 | 85,3 | ||
6 | 0,267 | 0,1177 | 0,0880 | keiner festgestellt |
0,006 | 0,092 | 0,057 | CO2 | nicht analysiert |
78,2 | 66,2 | ||
7 | 0,267 | 0,1177 | 0,1030 | 0,0112 | 0,014 | 0,0977 | 0,0779 | CO2 | nicht analysiert |
83,0 | 66,2 | ||
8 | 0,267 | 0,1441 | nicht analysiert |
nicht analysiert |
nicht analysiert |
0,1057 | 0,0980 | 0,4% H8BO, |
1,03 | 72,3 | 68,1 | ||
9 | 0,267 | Über schuß |
nicht analysiert |
nicht analysiert |
nicht analysiert |
— | — | 0,25% Na2B4O7 |
0,38 | — | 77,4 *) |
||
10 | 0,267 | 0,1635 | nicht analysiert |
nicht analysiert |
nicht analysiert |
0,1434 | 0,1272 | 0,25·/, Na2B4O7 |
0,25 | 87,3 | 77,8 |
*) Ausbeute aus der wahrscheinlichen Menge von umgesetztem H2S veranschlagt.
i 243 160
Es wurde eine Reihe von Versuchen durchgeführt, wobei der Prozentsatz von nicht umgesetztem
Schwefelwasserstoff (als NaHS vorliegend) für Be-
10
Verhältnissen von Anthrachinondisulfonat zu Hydrogensulfidion
ermittelt wurde. Die Reaktionsdauer variierte von 1 bis 4,5 Stunden, und es wurde kein
Natriumvanadat verwendet. Die Ergebnisse sind in
dingungen von verschiedenen pH-Werten und Mol- 5 der folgenden Tabelle II zusammengestellt:
Molverhältnis von Dinatriumsalz von Anthrachinon*2,7-disuifon- säure zu NaHS |
pH-Wert | Temperatur in°C |
Reaktionsdauer | Restliches NaHS in Gewichtsprozent |
Durchschnitt des restlichen NaHS in Gewichtsprozent |
1,3 | 7,80 | 24 | 1 Stunde | 11,8 | 11,8 |
1,3 | 8,75 | 22 | 2 Stunden | 48,8 | 48,8 |
1,6 1,6 |
7,80 7,95 |
23 23 |
1 Stunde 1 Stunde |
10,4 10,2 |
} 10,3 |
1,8 1,8 |
7,73 8,47 |
26 25 |
1 Stunde 1 Stunde |
6,8 6,2 |
} 6,5 |
1,9 | 8,8 | 22 | 4,5 Stunden | 16,6 | 16,6 |
1,9 1,9 |
8,27 8,33 |
24 23 |
1 Stunde 1 Stunde |
5,1 3,9 |
} « |
2,0 | 8,30 | 23 | 1 Stunde | 6,1 | 6,1 |
2,2 2,2 2,3 2,3 2,4 |
7,96 8,11 7,57 7,86 8,05 |
22 23 23 23 23 |
1 Stunde 1 Stunde 1 Stunde 1 Stunde 1 Stunde |
2,2 1,7 0,3 5,5 2,6 |
2,5 |
2,5 | 8,13 | 23 | 1 Stunde | 2,2 | 2,2 |
3,6 3,7 3,7 |
8,40 7,80 8,14 |
23 25 24 |
1 Stunde 1 Stunde 1 Stunde |
2,1 1,9 2,9 |
2,3 |
3,7 | 6,3 | 22 | 1,9 Stunden | 0,8 | 0,8 |
4,3 4,4 4,4 |
7,4 7,12 7,42 |
23 23 23 |
1 Stunde 1 Stunde 1 Stunde |
0,4 1,6 0,5 |
1 0,8 |
5,0 | 7,3 | 24 | 1 Stunde | 1,3 | 1,3 |
5,4 | 9 bis 10 | 22 | 1 Stunde | 4,7 | 4,7 |
5,8 | 9 bis 10 | 22 | 1 Stunde | 7,5 | 7,5 |
6,4 | 6,82 | 23 | 1 Stunde | 0,9 | 0,9 |
10,8 | 9 bis 10 | 22 | 1 Stunde | 2,2 | 2,2 |
11,5 | 9 bis 10 | 22 | 1 Stunde | 3,8 | 3,8 |
Es ist festzustellen, daß ein niedriger Wert von Wertes von restlichem NaHS ist wichtig, da dieser
restlichem NaHS (d.h. unterhalb 3%) nur durch 6o Rest in unerwünschte Salze von Sauerstoffsäuren
Verwendung von hohen Molverhältnissen von von Schwefel, wie Natriumthiosulfat, übergeführt
werden kann.
JDinatriumsalz von Anthrachinon-2,7-disulfonsäure
NaHS
NaHS
65 Es wurden ähnliche Versuche wie die des Beispiels 11
mit einer Reaktionsdauer von 60 Minuten mit dem
(über 2,2) und niedrigen pH-Werten (unterhalb 8,5) Unterschied durchgeführt, daß die Lösungen 0,6 °/0
erhalten werden kann. Das Erzielen eines niedrigen Natriumvanadat enthielten.
709 608/403
! 243 160
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle III zusammengestellt:
Molverhältnis | pH-Wert |
von | |
Dinatriumsalz | |
von | |
Anthrachinon- | 8,30 |
2,7-disulfon- | 8,30 |
säure zu NaHS | 8,35 |
1,15 | |
2,3 | |
2,4 | |
Restliches NaHS in Gewichtsprozent
13,8
3,8
3,2
Durchschnitt des restlichen
NaHS in Gewichtsprozent
13,8
3,5
Es wurde eine Reihe von ähnlichen Versuchen wie die des Beispiels 11 mit dem Unterschied durchgeführt,
daß die Reaktionsdauer 15 Minuten betrug. Es wurde kein Natriumvanadat verwendet. Die
Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle IV zusammengestellt:
Molverhältnis von Dinatriumsalz von Anthrachinon-2,7-disulfon- |
pH-Wert | Gewichtsprozent nicht umgesetztes \JoUQ |
säure zu NaHS | ||
1,8 | 7,74 | 10,6 |
1,8 | 8,48 | 17,1 |
2,1 | 7,98 | 1,3 |
2,1 | 8,2 | 2,2 |
2,2 | 7,65 | 6,7 |
2,2 | 7,94 | 3,7 |
3,6 | 8,40 | 6,6 |
3,7 | 7,49 | 3,2 |
3,7 | 7,36 | 5,6 |
vanadat durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle V zusammengestellt:
Molverhältnis von Dinatriumsalz von Anthrachinon^J-disulfon- |
pH-Wert | Gewichtsprozent nicht umgesetztes XT-T TO |
säure zu NaHS | NaHa | |
2,3 | 7,80 | 7,0 |
2,3 | 8,03 | 9,3 |
2,3 | 8,20 | 3,4 |
2,3 | 8,30 | 7,3 |
2'3 | 8,97 | 15 |
15 2,4 | 8,39 | 12,2 |
4,6 | 7,85 | 9,1 |
Es wurden ähnliche Versuche wie die des Beispiels 11
mit einer Reaktionsdauer von 15 Minuten und unter Verwendung von 0,6 Gewichtsprozent Natrium-Wenn
die Reaktionsdauer lang ist (beispielsweise 60 Minuten), wird bei höheren NaHS-Konzentrationen
für höhere pH-Werte ein Gleichgewicht erreicht. Wenn die Reaktionsdauer kurz ist (beispielsweise 15 Minuten),
wird ein Gleichgewicht nur oberhalb eines bestimmten pH-Wertes erreicht, da unterhalb dieses
pH-Wertes die Reaktion zu langsam ist. Der pH-Bereich, in welchem die Reaktion mit zufriedenstellenden
Geschwindigkeiten stattfindet, ist 7,0 bis 8,5, wobei 7,5 bis 8,1 bevorzugt ist.
Es wurde eine Reihe von Versuchen durchgeführt, wobei eine wäßrige Natriumhydrogensulfidlösung mit
einer nicht gepufferten wäßrigen Lösung des Dinatriumsalzes von Anthrachinon-2,7-disulf onsäure umgesetzt
wurde. Es wurden verschiedene Molverhältnisse von
Dinatriumsalz von Anthrachinon-2,7-disulfonsäure
NaHS
verwendet. Es wurden Temperaturen von 22 und 51" C
angewandt und Reaktionszeiten von 60 und 240 Minuten verwendet. Der pH-Wert der Reaktionslösung war
im Bereich von 9 bis 10. Die Gewichtsprozente von nicht umgesetztem NaHS sind in der folgenden
Tabelle VI zusammengestellt:
Dinatriumsalz von | Molverhältnis | Temperatur | Gewichtsprozent nicht umgesetztes NaHS | nach 4 Stunden |
Anthrachinon-2,7-disulfon- | von Dinatriumsalz von | in 0C | 48 | |
säure | Anthrachinon-2,7-disulfon- | nach 1 Stunde | 22 | |
Mol pro Liter | säure zu NaHS | 22 | 5,0 | |
0,11 | 1,0 | 22 | — | 4,5 |
0,29 | 2,2 | 22 | 4,7 | 1,6 |
0,52 | 5,4 | 22 | 7,5 | 2,9 |
0,23 | 5,8 | 22 | 2,2 | 38 |
0,52 | 10,8 | 22 | 3,8 | 10,4 |
0,23 | 11,5 | 51 | — | 4,4 |
0,29 | 2,3 | 51 | 22,0 | |
0,29 | 5,4 | 51 | 5,4 | |
0,52 | 10,8 | |||
Claims (15)
1. Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid durch Umsetzen von Schwefelwasserstoff
mit einer wäßrigen Lösung eines Salzes einer Anthrachinondisulfonsäure bzw. Anthrachinondisulfonates
zu Schwefel und dem reduzierten anthrachinondisulfonsauren Salz, Abtrennen des Schwefels und Oxydieren des genannten reduzierten
anthrachinondisulfonsauren Salzes unter Bildung von Wasserstoffperoxyd und Regenerierung des
anthrachinondisulfonsauren Salzes, dadurch
gekennzeichnet, daß man einen solchen Anteil des Salzes einer Anthrachinondisulfonsäure
verwendet, daß das Molverhältnis von Anthrachinondisulfonat zu Hydrogensulfidion mindestens
2,3:1 beträgt, und daß man bei einem pH-Wert von 7,0 bis 8,5 arbeitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Molverhältnis von Anthrachinondisulfonat
zu Hydrogensulfidion von nicht mehr als 10:1 verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Molverhältnis von
Anthrachinondisulfonat zu Hydrogensulfidion von 2,3:1 bis 3,7:1 verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man einen pH-Wert von 7,5
bis 8,1 einstellt. ao
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den pH-Wert durch
Zugabe eines Puffers steuert.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Puffer Borsäure,
Natriumtetraborat bzw. deren Gemische verwendet.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man den pH-Wert durch
Zugabe von Natriumhydroxyd, Calciumhydroxyd, Schwefelwasserstoff bzw. deren Gemische steuert.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß man bei Temperaturen von 20 bis 300C arbeitet.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als anthrachinondisulfonsaures
Salz ein solches, welches vor der Verwendung durch Durchleiten durch ein Kationenaustauscherharz
gereinigt worden ist, einsetzt.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als anthrachinondisulfonsaures
Salz das Dinatriumsalz von Anthrachinon-2,7-disulfonsäure verwendet.
11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösung des anthrachinondisulfonsauren
Salzes eine Lösung mit einem Gehalt an 10 bis 150 g des Dinatriumsalzes
von Anthrachinon-2,7-disulfonsäure pro Liter verwendet.
12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Reaktionsmischung
vor der Oxydation des reduzierten Salzes eine lösliche Calciumverbindung zugibt.
13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man als Calciumverbindung
Calciumhydroxyd verwendet.
14. Verfahren nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß man das Wasserstoffperoxyd
durch Fällen als Calciumperoxyd gewinnt.
15. Verfahren nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Oxydieren des
reduzierten anthrachinondisulfonsauren Salzes ein Sauerstoff enthaltendes Gas, vorzugsweise Luft,
verwendet.
709 608/403 6.67 ® Bundesdruckerei Berlin
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