DE1802003A1 - Process for the recovery of non-aqueous hydrogen peroxide solutions - Google Patents
Process for the recovery of non-aqueous hydrogen peroxide solutionsInfo
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Description
!802003! 802003
DEUTSCHE GOLD- UND SILBER-SCIIEIDEANSTALT VORMALS ROESSLER Frankfurt am Main, ¥eissfrauenstrasse 9GERMAN GOLD AND SILVER SCIIEIDEANSTALT FORMERLY ROESSLER Frankfurt am Main, ¥ eissfrauenstrasse 9
Verfahren zur Gewinnung nichtwässriger WasserstoffperoxidlösungenProcess for obtaining non-aqueous hydrogen peroxide solutions
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung nichtwässriger Wassers toffperoxidlösungen.The invention relates to a method for obtaining non-aqueous hydrogen peroxide solutions.
Dei der Darstellung von Wasserstoffperoxid nach dem Anthrachinonverfahren verwendet man eine Lösung (hier kurz Arbeitslösung genannt) von einem oder mehreren Alkalianthrachinonen in einem hochsiedenden und gegen Sauerstoff und Wasserstoffperoxid beständigen Lösungsmittel. Als Alkalianthrachinone werden z. B. 2-Äthyl-, 2-But}'!-, 2-Isopropyl-, 2-Amyl-Anthrachinon und deren teilweise kernhydrierten Derivate eingesetzt. Als Lösungsmittel werden unter anderem, einzeln oder im Gemisch, Alkylbenzole, Paraffine, höhere Alkohole, Tetralin, Dimethylnaphthalin und Ester, wie Methylcyclohexylacetet und Trioctylphosphat verwendet.The preparation of hydrogen peroxide according to the anthraquinone process uses a solution (here called working solution for short) of one or more alkali anthraquinones in a high-boiling solvent that is resistant to oxygen and hydrogen peroxide. As alkali anthraquinones, for. B. 2-ethyl-, 2-but} '! -, 2-isopropyl-, 2-amyl-anthraquinone and their partially hydrogenated derivatives are used. The solvents used are inter alia, individually or in a mixture, alkylbenzenes, paraffins, higher alcohols, tetralin, dimethylnaphthalene and esters such as methylcyclohexylacetet and trioctylphosphate.
Die Arbeitslösung wird an Ilydrierkatalysatoren, wie z. B. Palladium-Mohr, Palladium-Träger-Kontakt oder Raney-Nickel hydriert, wobei ein mehr oder weniger grosser Teil der Anthrachinone in die entsprechenden Hydrochinone übergeht. Nach Abtrennung des Hydrierkontaktes wird die Hydrochinone enthaltende Arbeitslösung in der Oxydationsstufe mit Luft, Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherter Luft begast. Hierbei wird das Anthrahydrochinon wieder zum Anthrachinon oxydiert, wobei als Nebenprodukt in der Lösung Wasserstoffperoxid entsteht.The working solution is Ilydrierkatalysatoren such. B. Palladium black, Palladium carrier contact or Raney nickel hydrogenated, a more or less large part of the anthraquinones being converted into the corresponding hydroquinones. After the hydrogenation contact has been separated off the working solution containing hydroquinones becomes more enriched in the oxidation stage with air, oxygen or oxygen Fumigated air. The anthrahydroquinone is oxidized again to anthraquinone, with hydrogen peroxide as a by-product in the solution arises.
In der gewöhnlich auf die Oxydation folgenden Extraktionsstufο wird das . .isserstoffperoxid mit Wassor extrahiert und liegt dann als wässrige Lösung vor.In the extraction stage usually following the oxidation the . .issstoffperoxid extracted with Wassor and is then as aqueous solution.
Nach dom Trocknen wird die Arbeitslösung wieder in die Hydrierstufe eingeschleust, und der Kreislauf beginnt erneut. An verschiedenen Stollen im Kreislauf können Regenerations- oder Reinigungsstufen eingeschaltet sein, um störende Abbauprodukte, die ebenfalls ent-After drying, the working solution is returned to the hydrogenation stage smuggled in, and the cycle begins again. At different Tunnels in the circuit can have regeneration or purification stages be switched on in order to avoid disruptive degradation products that
009817/1609 ' 2 ' 009817/1609 ' 2 '
stehen, zu regenerieren oder zu entfernen.stand, regenerate or remove.
Aus den durch Extraktion erhaltenen wässrigen Lösungen muss das Wasserstoffperoxid, falls es in nichtwässriger Lösung, z.B. zur Oxydation eingesetzt werden soll, in ein organisches Losungsmittel überführt werden. Hierzu sind umständliche und kostspielige Schleppdestillationen zur Entfernung des Wassers nötig.From the aqueous solutions obtained by extraction must the hydrogen peroxide, if it is in non-aqueous solution, e.g. to be used for oxidation, be converted into an organic solvent. These are cumbersome and expensive tow distillations necessary to remove the water.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, mit dem sich unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Verfahren, unmittelbar Lösungen von Wasserstoffperoxid in organischen Lösungsmitteln herstellen lassen.The invention is therefore based on the object of finding a method with which, while avoiding the disadvantages of the known Process for immediately preparing solutions of hydrogen peroxide in organic solvents.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, welches darin besteht, dass man aus den wasserstoffperoxidhaltigen Arbeitslösungen, die bei der Wasserstoffperoxidherstellung nach dem Anthrachinonverfahren nach der Oxydationsstufe erhalten werden, mit Hilfe einer Strippdestillation unter vermindertem Druck und unter Verwendung von Dämpfen organischer Lösungsmittel als Strippmittel»WasserstoiTperoxid abtrennt und nach Kondensation als nichtwässrige Lösung in dem zum Strippen benutzten Lösungsmittel gewinnt, gegebenenfalls gleichzeitig abgeschiedene Anteile der Arbeitslösung in einem Phasentrenngefäss abscheidet und in den Kreislauf zurückführt, Im Gegensatz zu der bekannten Arbeitsweise erhält man nach diesem Verfahren unmittelbar Lösungen von Wasserstoffperoxid in dem zum Strippen verwendeten organischen Lösungsmittel.According to the invention, this object is achieved by a method, which consists in the fact that one consists of the hydrogen peroxide containing Working solutions involved in hydrogen peroxide production obtained by the anthraquinone process after the oxidation stage, with the aid of a stripping distillation under reduced pressure and using vapors of organic solvents as a stripping agent »separates hydrogen peroxide and after condensation as a non-aqueous solution in the one for stripping used solvent wins, possibly at the same time separated parts of the working solution in a phase separation vessel separates and returns it to the cycle. In contrast to the known method of working, one obtains according to this Process immediately solutions of hydrogen peroxide in the organic solvents used for stripping.
Die Strippdestillation wird vorzugsweise bei Drücken zwischen 5 und 60 Torr und bei Temperaturen zwischen 30 und 110* C durchgeführt.The stripping distillation is preferably carried out at pressures between 5 and 60 Torr and at temperatures between 30 and 110 ° C carried out.
Zum Strippen eignen sich am besten die Dämpfe solcher Sub- ^ stanzen, die Wasserstoffperoxid lösen und unter den Ver- - """ fahrensbedingungen nicht angegriffen werden. Zu diesen *"©The vapors of such sub- ^ are best suited for stripping punch, which dissolve hydrogen peroxide and under the - "" " driving conditions are not attacked. To these * "©
ο Substanzen zählen, abhängig vom späteren Verwendungszweck, beispielsweise Carbonsäuren, wie Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure oder Ester, wie Ä'thylaoetat, ο Substances count, depending on the intended use, for example carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid or esters such as ethyl acetate,
0098177 1609 - 3 -0098177 1609 - 3 -
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Propylacotat, Butylacetat. Aber auch Alkohole, wie Propanol, Butanol, Cyclohexanol haben sich als sehr geeignet erwiesen.Propyl acetate, butyl acetate. But also alcohols such as propanol, butanol, Cyclohexanol have proven to be very suitable.
Beabsichtigt man etwa eine Weiterverarbeitung der organischen Wasserstoff poroxidlösung auf Persäuren, so verwendet man als Strippmittel die entsprechende Basissäuro, also z. B. bei der Herstellung von Peressigsäure die Essigsäure.If one intends, for example, to further process the organic hydrogen Poroxide solution based on peracids is used as a stripping agent the corresponding base acid, e.g. B. in the production of peracetic acid, acetic acid.
Man kann zum Strippen aber auch Gemische aus Carbonsäuren und Estern oder aus Alkoholen und Estern verwenden. g However, mixtures of carboxylic acids and esters or of alcohols and esters can also be used for stripping. G
Beim Strippen kann in vielen Fällen das Mitübergehen von Anteilen der Arbeitslösung durch Anwendung eines geringen Rücklaufes in der Strippapparatur, der etwa einem Rücklaufverhältnis (R : E) von 1,5 bis 0,5 entspricht, vormieden werden.In many cases, when stripping, parts can be omitted the working solution by using a low reflux in the stripping apparatus, which has a reflux ratio (R: E) of 1.5 up to 0.5 must be avoided.
Beim Strippen gegebenenfalls übergegangene, mit dem wasseretoffperoxidhaltigen Strippmittel nicht mischbare Anteile der Arbeitslösung kann man von dem wasserstoffperoxidhaltigen Strippmittel durch Phasentrennung ohne Schwierigkeit isolieren und in die im Kreislauf befindliche Arbeitslösung zurückführen. Dies ist z. D. der Fall bei der Verwendung der Essigsäure als Strippmittel. Besteht die Arbeitslösung z. B. aus Alkylanthrachinon, Trloctylphosphat und I Alkylbenzolen, so geht mit der Essigsäure und dem Wasserstoffperoxid Alkylbenzol über. Dieses trennt sich in der Vorlage von der Lösung des Wasserstoffperoxids in Essigsäure ab,,so dass bei einer Ausführung der Vorlage als Phas«ntrenngefäss, eine einfache Isolierung des Alkylbenzole möglich ist. Von Vorteil ist dabei, dass dasPossibly passed over during stripping, with the hydrogen peroxide-containing Stripping agents Immiscible proportions of the working solution can be removed from the hydrogen peroxide-containing stripping agent by phase separation isolate without difficulty and return to the circulating working solution. This is e.g. D. the case when using acetic acid as a stripping agent. Is the working solution z. B. from alkyl anthraquinone, trloctyl phosphate and I. Alkylbenzenes do the same with acetic acid and hydrogen peroxide Alkylbenzene over. This separates in the template from the solution of hydrogen peroxide in acetic acid, so that at a Execution of the template as a phase separation vessel, simple insulation of the alkylbenzenes is possible. The advantage here is that
Q Alkylbenzol allenfalls geringe Mengen Wjsserstoffperoxid enthält.Q alkylbenzene contains at most small amounts of hydrogen peroxide.
-» Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiele und der anlie-- »The invention is based on an exemplary embodiment and the attached
>n. genden Zeichnung im folgenden weiter erläutert. ° Beispiel > n. Lowing drawing further explained below. ° example
Auf den Kopf 11 einer Strippkolonne 1 wurde eine auf 70 C vorgewärmte, aus dom Kreislauf dos AntUrachinonprozesses stammende LösungOn the head 11 of a stripping column 1 was a preheated to 70 C, Solution originating from the circulation of the anti-urachinone process
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
von 9»3 g Wasserstoffperoxid in einem Liter eines Gemisches aus 272 ml Trioctylphosphat, 633 ml Tetramethylbenzolen und 120 g Äthylanthrachinon aufgegeben. Die Arbeitslösung fliesst über die Kolonne und verlässt diese im untersten Teil bei 12 über einen FlUssigkeitsabschluss.of 9 »3 g of hydrogen peroxide in one liter of a mixture 272 ml of trioctyl phosphate, 633 ml of tetramethylbenzenes and 120 g Abandoned ethyl anthraquinone. The working solution flows over the Column and leaves it in the lowest part at 12 via a Liquid seal.
Im unteren Teil der Kolonne bei 13 wird auf 100° C überhitzter Essigsäuredampf in die unter einem Druck von 18 Torr betriebene Kolonne eingeblasen. Am Kopf der Kolonne verlässt der Essigsäure-· strippdampf zusammen mit Wasserstoffperoxid und einer kleinen Menge Tetramethylbenzol die Kolonne, wird im Kühler 2 kondensiert und im Abscheider 3 abgeschieden. 9-8 $ des auf die Kolonne 1 aufgegebenen Wasserstoffperoxids finden sich im Abscheider 3» der Rest in der am Sumpf der Kolonne bei 12 ablaufenden Arbeitslösung. Bei 13 werden pro Liter Arbeitslösung 80 g Essigsäuredampf eingeblasen, von denen mit dem Destillat 53 S übergehen. Der Rest verbleibt in dem Kolonnenablauf. Im Abscheider 3 fällt eine Lösung von 1^,7 Gew.% H2O3 in Essigsäure an. Gleichzeitig scheiden sich pro Liter eingesetzter Arbeitslösung 28 g Tetramethylbenzol ab. \ Durch Aufheizen des Sumpfes kann die im Ablauf 12 vorhandene Essigsäuremenge wesentlich verringert oder überhaupt entfernt werden.In the lower part of the column at 13, acetic acid vapor superheated to 100 ° C. is blown into the column operated under a pressure of 18 torr. At the top of the column, the acetic acid stripping vapor leaves the column together with hydrogen peroxide and a small amount of tetramethylbenzene, is condensed in the cooler 2 and separated in the separator 3. 9-8% of the hydrogen peroxide applied to the column 1 is found in the separator 3, the remainder in the working solution running off at the bottom of the column at 12. At 13, 80 g of acetic acid vapor are blown in per liter of working solution, of which 53 S pass with the distillate. The rest remains in the column effluent. In the separator 3, a solution of 1 ^, 7 weight falls.% H 2 O 3 in acetic acid. At the same time, 28 g of tetramethylbenzene separate per liter of working solution used. \ By heating the sump, the amount of acetic acid present in the outlet 12 can be significantly reduced or removed at all.
009817/1609009817/1609
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