DE2256475B2 - Verfahren zur Regenerierung von Arbeitslösungen der Anthrachinon-Wasserstoffsuperoxid-Herstellung - Google Patents
Verfahren zur Regenerierung von Arbeitslösungen der Anthrachinon-Wasserstoffsuperoxid-HerstellungInfo
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Description
45
Die Erfindung betrifft eine Verbesserung bei der zyklischen Herstellung von Wasserstoffsuperoxid und
hat die Regenerierung der im zyklischen Verfahren benutzten Arbeitslösungen zum Gegenstand. Die
Verfahren, die Anthrachinone für die Herstellung von H2O2 benutzen, beruhen auf einem Arbeitszyklus, der
eine Hydrierung der in einem Lösungsmittel gelösten Anthrachinone in Gegenwart eines Katalysators, eine
Oxidation der erhaltenen Hydroanthrachinone und schließlich eine Extraktion des H2O2 durch Kontakt von
Wasser mit der aus der Oxidation stammenden Lösung umfaßt. Die extrahierte Lösung kehrt zur Hydrierung
zurück.
Es ist bekannt, daß diese chemischen Arbeitsstufen von Sekundärreaktionen begleitet sind, bei denen die
Chinone in nicht oxidoreduzierbare Produkte umgeformt werden, was man als »Abbau« der Arbeitslösung
bezeichnet. Hieraus folgt eine progressive Vermindc- b5
rung der Produktionsleistung dieser Lösung. Man kann jedoch bekanntlich diesen Leistungsverlust begrenzen,
indem man in den Kreislauf eine zusätzliche Maßnahme, die sogenannte Rekonversion, einführt die im allgemeinen
darin besteht daß man die ganze oder einen Teil der Arbeitslösung mit einem Katalysator in Kontakt bringt
und zwar kontinuierlich oder diskontinuierlich. Bei diesem Rekonversionsvorgang wird ein Teil des
»Abbaus« in aktive Chinone, d. h. in die Erzeugenden von H2O2, und zwar in das eingesetzte Anthrachinon
oder sein Kernhydrierungsderivat, das entsprechende Tetra-S.o.Z^-anthrachinon, rückgewandelt Im allgemeinen
wird jedoch ein Teil des Abbaus nicht in Chinone rückgewandelt; denn die Rekonversionsreaktionen sind
zu langsam oder der Abbau ist irreversibel. Nach und nach reichert sich also die Arbeitslösung an inerten
Produkten an, deren Konzentration einen für die gute Funktion des Verfahrens schädlichen Wert erreichen
kann.
Man beobachtet nämlich fortschreitend eine immer raschere und stärkere Verschmutzung der Hydrier- und
Rückwandlungskatalysatoren, die sich durch einen wachsenden Verbrauch an letzteren auswirkt eine
Verschmutzung der Filter und eine Ansammlung von Ablagerungen an den Grenzflächen zwischen Arbeitslösung
und H2O2-Lösung bei der Extraktion des H2O2. Die
Analyst; dieser Lösungen zeigt darin das Vorhandensein von Polyanthracenverbindungen mit Phenolfunktion,
die man für die vorstehend genannten Mangel verantwortlich machen kann. Neben die.'-en Polyanthracenverbindungen,
die man als »schweren Abbau« bezeichnet sind andere Monoanthracenabbauprodukte vorhanden, die man »leichten Abbau« nennt Da die
verschiedenen Abbauprodukte den Vorteil haben, daß sie die Löslichkeit der Chinone und besonders der
Hydrochinone erhöhen, wurde gemäß der Erfindung versucht die Arbeitslösung von dem schädlichen Anteil
derselben, nämlich dem »schweren Abbau« zu befreien.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt die beim Herstellungsverfahren von H2O2 mittels Anthrachinon
eingesetzten Arbeitslösungen ohne Verlust des Vorteiles einer hohen Löslichkeit der Chinone, also einer
hohen Produktionsleistung je Liter Chinonlösung zu regenerieren. Gleichzeitig erreicht man den Vorteil, daß
sich dank einer besseren Reaktionsfähigkeit der Lösung der Verbrauch an Katalysatoren für Hydrierung und
Rückwandlung herabsetzen läßt
Zur Erreichung des angestrebten Ergebnisses sind verschiedene Verfahren beschrieben worden, die
entweder chemische oder physikalische Maßnahmen bzw. ausgeklügelte Kombinationen der beiden Arbeitstypen umfassen. Ihre Mängel bestehen häufig in der
Kompliziertheit der Durchführung und/oder gegebenenfalls in Unannehmlichkeiten von chemischen Sekundärreaktionen
im Fall, wo Reaktionsmittel eine Rolle spielen.
Die Erfindung, die auf den relativen Flüchtigkeiten der abzutrennenden Produkte beruht, bedient sich der
Verdampfung mittels einer Technik, die eine ausreichende Fraktionierung bei geringstem Verlust an den zu
gewinnenden Produkten dank einer relativ kurzen Erhitzungszeit gestattet. Der Grundgedanke der Destillation
für die Rückgewinnung der aktiven Produkte, d. h. der Chinone, ist schon in der französischen Patentschrift
13 35 700 vorgeschlagen worden. Indessen waren, abgesehen davon, daß die Durchführungsbedirigi'ügi. !>
nicht präzisiert waren, diese mit der Bildung von sinnen Produkten verknüpft, die man durch Waschen entfernen
mußte.
Die Erfindung gestattet dagegen, unmittelbar und kontinuierlich eine erneuerte Arbeitslösung ohne
andere Behandlung zu erhalten als eine Destillation durch Verdampfung in zwei Stufen. Das Verfahren zur
Regenerierung der im zyklischen Herstellungsverfahren von Wasserstoffperoxid mittels Anthrachinon benutzten Arbeitslösungen besteht in zwei Phasen, gemäß
denen man die Lösungsmittel im Verlauf einer ersten Destillation unter einem Drude höchstens gleich
Luftdruck abtrennt und dann die Chinone und den leichten Monoanthrachinonabbau im Verlauf einer
zweiten Destillation abtrennt, die unter niedrigerem Druck rivrchgeführt wird, und im übrigen benutzt man
die gesamten destillierten Produkte als neue Arbeitslösung; das Verfahren der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß man die Dämpfe der zweiten Destillation über einen ständig erneuerten Flüssigkeitsfilm des kalten Lösungsmittels kondensiert, wobei
dieser Lösungsmittelfilm aus den kondensierbaren Dämpfen der ersten Destillation stammt
Die erste dieser Phasen besteht darin, daß man die
Lösungsmittel unter einem Druck nieJriger als oder gleich Luftdruck destilliert Die gewählte Apparatur ist
ein Filmverdampfer. Der Film kann entweder frei fließen, oder ihm kann eine längere Wanderung durch
ständiges Rakeln oder Schaben längs der Wände aufgezwungen werden. In jedem Fall arbeitet die
Vorrichtung mit einem Konzentrationsgefälle, das gestattet, die Verdampfung durch Wasserdampfeinspritzung zu vervollkommnen, während der Extrakt nur
einige Prozent Lösungsmittel einschließt Vorteilhafterweise führt man die erste Destillation in Gegenwart von
Hilfswasserdampf durch.
Die zweite Phase besteht darin, daß man Chinone und leichten Abbau insgesamt unter einem merklich
niedrigeren Druck als derjenige der ersten Phase vorzugsweise unterhalb 100 Torr durchführt Die
gewählte Vorrichtung ist ebenfalls ein Filmverdampfer mit Konzentrationsgefälle mit oder ohne Rakelung. Die
Wandtemperaturen liegen unterhalb 3500C, wenn es sich um Athylanthrachinon und seine Abbauprodukte
handelt Man nutzt die Wirkung der Temperatur aus, um eine Regenerierung von Chinonen aus dem thermisch
regenerierbaren Abbau zu erzielen. Der Grund hierfür liegt darin, daß der Druck in dieser zweiten Phase derart
sein soll, daß die Arbeitstemperatur, die der Verdampfung der rückzugewinnenden Produkte entspricht, für
diese Chinonregenerierung genügend hoch, aber genügend niedrig sein soll, damit sich keine Krackung ergibt,
die zur Entstehung unerwünschter leichter Produkte führen würde. Der nicht destillierbare Rückstand wird
auf eine solche Temperatur gebracht, daß ein Teil des Abbaus sich in brauchbare Chinone umwandelt
Außerdem besteht bei dieser zweiten Phase ein wichtiger Vorteil der Erfindung in der Durchführungsweise der Kondensation von Chinon- und Abbaudämpfen. Da das Ziel besteht, die gesamte Behandlung
kontinuierlich durchzuführen, ist es wünschenswert, jedes Auftreten einer festen Phase durch Kondensation
zu vermeiden. Nun sind die Schmelzpunkte der Chinonprodukte derart, daß selbst mit warmen Kondensatoren es praktisch sehr schwierig ist, die festen
Ablagerungen auszuschalten. Das Verfahren besteht demnach darin, daß man die Dämpfe auf einem flüssigen
Film des kalten Lösungsmittels kondensiert und hierzu das im Verlauf der ersten Phase rückgewonnene
Lösungsmittel verwendet. Dieses Verfahren eignet sich in bemerkenswerter Weise für die vollständige kontinuierliche Behandlung der Arbeitslösurigen. Wenn man
also die Technik von Verdampfern mit fallendem Film
für jede Destillationsstufe benutzt, tritt die in den ersten
Verdampfer eingeführte zu regenerierende Arbeitslösung aus dem Filmkondensator aus und fällt aus der
zweiten Stufe regeneriert und unmittelbar benutzbar herab.
In der Zeichnung ist eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung mit kontinuierlicher
Destillation als Ausführungsbeispiel ohne Beschränkung schematisch dargestellt, soweit es sich um die
ίο Funktionsweisen oder Typen der Film verdampfer oder
ihrer Verbindungen handelt
Die verbrauchte Arbeitslösung wird durch die Leitung 1 befördert, die Lösungsmittel folgen den
Leitungen 2, der geschmolzene trockene Extrakt wird in
den Leitungen 3 befördert, und der geschmolzene
trockene Extrakt und die Chinone zusammen mit dem leichten Abbau benutzen die Leitungen 4 und 5. Die
regenerierte Arbeitslösung wird durch die Leitung 6 abgezogen. Der nicht destillierte Rückstand wird bei 7
abgezogen.
Durch Leitung 1 wird die zu regenerierende Lösung
nach Durchgang durch den Strömungsmesser 8 vermittels eines Flüssigkeitsverteilers 10 mit fallendem
Film in den Verdampfer 9 eingeführt Die Lösungsmittel
werden durch Leitung 2 und dann durch Leitung 12 zum Verdampfer 14 geleitet worin sich Wasser abtrennt das
durch Leitung 13 abgeführt wird. Dann werden diese Lösungsmittel in die Leitung 15 eingesaugt und nach
Durchgang durch den Strömungsmesser 11 mittels des
Flüssigkeitsverteilers mit fallendem Film 17 zum
Solekondensator 16 geleitet
Der am Boden des Filmverdampfers 9 mittels Leitung 3 abgezogene geschmolzene feste Extrakt wird
zunächst zu einem Relaisbehälter 18 geleitet strömt
dann von unten nach oben durch den Strömungsmesser
19 und tritt mittels des Flüssigkei'.sverteilers mit fallendem Film 21 in den Verdampfer 20 ein. Die
Chinon- und leichte Abbaudämpfe verlassen diesen Verdampfer 20 durch Leitung 5, um zum Solekondensa
tor 16 zu gelangen, wo sie mit dem Lösungsmittel in
Kontakt stehen. Die regenerierte Arbeitslösung wird bei 6 abgezogen, während der nicht destillierte
Rückstand bei 7 am Boden des Verdampfers 20 abgezogen wird. Man spritzt Frischdampf über den
Strömungrmesser 22 durch Leitung 23 in den Verdampfer 9 ein. Die nachstehenden Beispiele erläutern
vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung. Sie betreffen ihre Anwendung auf eine Arbeitslösung auf
der Grundlage von 2-Äthylanthrachinon gelöst in einem
Lösungsmittel, das aus 100 Raumteilen von 40 bis 50
Raumteiler· Methylcyclohexylacetat und 50 bis 60 Raumteilen eines zwischen 150 und 180° C unter 760
Torr siedenden Schnittes aromatischer Lösungsmittel besteht.
Nach Abtrennung der Lösungsmittel einer Arbeitslösung mit 206 g/l trockenem Extrakt enthaltend 35%
Chinone und 65% Abbau im Verlaufe einer ersten
Destillation gibt man 236 g dieses geschmolzenen
trockenen Extraktes in einen Kolben, der am Fuß eines vertikalen Kondensators mit Lösungsmittelberieselung
angeschlossen ist. Nachdem der Raum auf einen Druck von 1 bis 2 Torr gebracht worden ist, erhitzt man den
Kolben. Die ersten Dämpfe beginnen bei 50° C zu destillieren; wenn man 2500C erreicht, unterbricht man
die zweite Destillation. Die Analyse zeigt, daß man 145 g Destillat kondensiert hat, d. h. 62% der Beschik-
kung mit 68 g Chinonen, d. h. 80% der Ausgangschinone.
Der Rückstand enthält 17,5 g Chinone, was eine chemische Gesamtausbeute an Chinonen von 103%
bedeutet, d. h. eine Zunahme des Chinongehaltes um
Man wiederholt den vorstehenden Versuch, indem man die zweite Destillation verlängert Das Kondensat
stellt dann 86% der Beschickung enthaltend 103% der Ausgangschinonedar. Der Rückstand enthält außerdem
5% Ausgangschinone, was die chemische Ausbeute auf 108%bringt. Beispiel 3
Jede der beiden Destillationsstufen wird in einer Vorrichtung kontinuierlich durchgeführt, wie sie in der
Zeichnung dargestellt ist Der Lösungsmittelverdampfer ist ein Aluminiumrohr von einer lichten Weite von
30 mm und 5 m Länge, das mit Dampf von 1400C beheizt wird. Der Raum wird auf einen absoluten Druck
von 0,2 Bar gebracht In einem Verhältnis von 25 l/h speist man Arbeitslösung einer Konzentration von
200 g/l trockenen Extrakt ein, wovon 70 g/l Chinone sind. Man erhält 5 kg/h geschmolzenen trockenen
Extrakt Das Lösungsmittel wird andererseits aufgefangen. Der zweite Verdampfer ist ein Rohr von einer
lichten Weite von 15 mm und 14 m Länge, das in solcher
Weise elektrisch beheitz ist, daß man eine von oben nach unten von 245 auf 3200C wachsende Temperatur
erhält Der Druck am Kopf beträgt ungefähr 1 Torr. Dieser Verdampfer wird mit einem Verhältnis von
O^ kg/h geschmolzenen, auf 175° C erhitzten Extrakt
gespeist
Die Lösungsmittelströmungsmenge, die man am Kopf des Kondensators einschickt wird in der Weise
geregelt, daß man eine Arbeitslösung von gleicher oder höherer Konzentration an Extrakt wie diejenige des
Ausgangsstoffes erhält Wen man in den zweiten Verdampfer kontinuierlich 3060 g Lösungsmittel und
753.5 g trockenen Extrakt eingeführt hat fängt man 3680 g Lösung auf, die 620 g Destillat d. h. 82,4% der
Beschickung enthält und 133,5 g Rückstand. Die Analyse der Lösung und des Rückstandes zeigt daß für
279.6 g Chinon im trockenen Extrakt 282,4 g im
Destillat d. h. 101%, und 21,8 g im Rückstand, d. h. 7,8%, zu finden sind, was eine chemische Ausbeute von
108,8% bedeutet. Wenn man also von einem trockenen Extrakt mit 37,2% Chinonen ausgeht findet man eine
Lösung wieder, deren Extrakt 45,6% Chinone enthält. Die Reduktionsgeschwindigkeit des Chinons zu Hydrochinon
wird bei gleicher Chinonkonzentration wie diejenige der der Destillation unterzogenen Lösung um
33% höher, als sie für die nicht destillierte Lösung war.
Um die Vorteile der Behandlung gemäß der Erfindung nachzuweisen, wurden Vergleichsversuche
für die Hersteilung von Wasserstoffperoxid einerseits
aus einer gealterten Lösung als Bezugsgröße und andererseits aus dieser Lösung nach Behandlung durch
Destillation durchgeführt Der kontinuierliche Produktionsverlauf von Wasserstoffperoxid umfaßt die Stufen
der Hydrierung, Oxidation, Extraktion des H2O2 als
wesentlich für das Verfahren und außerdem eine Rekonversionsstufe, bei der kontinuierlich 15% der
gesamten Strömungsmenge behandelt werden, die zwischen Extraktion und Hydrierung abgezweigt
Reinigung für die Destillation
Unter den Arbeitsbedingungen des Beispiels 3 erhält man in der ersten Stufe 16,860 g trockenen Extrakt der
aus 831 Arbeitslösung stammt Wenn man diesen geschmolzenen trockenen Extrakt im Verhältnis von
793 g/h über den Verdampfer gibt, erhält man 13,260 g
Destillat d.h. 78,7% der Beschickung gewonnen in Form der Lösung, und 3552 g Rückstand. Die Chinonausbeuten
betragen 98,8% im Destillat und 7,7% im Rückstand, d. h. insgesamt 1064%. Das Gelöste enthält
nach Destillation 41,8% Chinone gegenüber 33,6% vor der Destillation. Bei gleicher Chinonkonzentration wird
die Reduktionsgeschwindigkeit durch diese Behandlung um 21% erhöht
Anwendung auf die Herstellung
von Wasserstoffperoxid
von Wasserstoffperoxid
Die behandelte und die nicht behandelte Lösung werden beide durch Zusatz von 2-Äthylanthrachinon
(2-ÄAQ) auf identische Konzentration von 95 g Chinonen je Liter gebracht Infolgedessen sind die
Zusammensetzungen zu Beginn des Versuches folgende:
ÄAQ
in g/l
H4AAQ
Nicht behandelte Lösung 304
Behandelte Lösung 314
634
64,0
64,0
94,0
954
954
Ϊ364
964
964
2304
192,0
192,0
-Es wird ein Reduktionsausmaß der Chinone von 85% festgelegt Die Erfahrung zeigt daß unter den für dieses
Reduktionsausmaß gewählten Arbeitsbedingungen die Konzentration an Tetrahydroäthylanthrachinon
(H4AAQ) einem Gleichgewichtswert nahe 80 g/l zustrebt;
man muß also bei den Ergebnissen drei Perioden unterscheiden.
a) Zunächst die erforderliche Zeit um einen konstanten Verlauf bei 85% Hydrochinon zu erhalten, d. h.
die Anlaßperiode,
b) die_ Periode, während der die Konzentration an H4ÄAQ zunimmt
c) die Periode der beständigen Zusammensetzung wad beständigen Reduktionsausmaßes.
Der Versuch hat insgesamt 8 Wochen gedauert Die erhaltenen Ergebnisse sind folgende zugunsten der
behandelten Lösung:
bezogen
1. Hinsichtlich Reduktionsgeschwindigkeit
auf die Zeit und Katalysatonnenge:
auf die Zeit und Katalysatonnenge:
a) Die Anlaufperiode ist halb so lang und der Katalysatorvefbrauch auf 33% herabgesetzt
b) Die Periode der Konzentrationszunahme an H4AAQ ist halb so lang und die Ersparnis an
Katalysator 35%.
c) In der stabilen Periode ist die Katalysatorersparnis 50%.
Z Hinsichtlich der Abbaugeschwindigkeit bezogen auf die Volumen- und Zeiteinheit verschwundene
Chinonmenge sind die Ergebnisse zugunsten der behandelten Lösung:
a) 80%
b) 55%
c) 45%
3. Bezüglich der Extraktionsausbeute des Wasserstoffperoxids und der Menge des H2O2-Extraktes
ist festzustellen, daß unter Berücksichtigung der Konzentrationsherabsetzung an »Abbau« die
durch Destillation behandelte Lösung eine verminderte Fähigkeit zur Auflösung der reduzierten
Chinone hat. Diesen Mangel mußte man kompensieren, indem man den Gehalt des Lösungsmittels
an Methylcyclohcxylacetat von 42% auf 50% erhöht. Die Erfahrung zeigt, daß diese Abwandlung
bei sonst völlig gleichen Bedingungen gewöhnlich zur Folge hat:
a) eine Erhöhung der Konzentration an kohlehaltigen Produkten im H2O2-Extrakt,
b) eine Verminderung der Extraktionsausbeute.
Tatsächlich ist dies dagegen nicht eingetreten. Die Konzentration der kohlenstoffhaltigen Produkte ist in
dem Wasserstoffperoxidextrakt von 733 auf 560 g/l, d. h. um 23,6% gefallen. Die Extrakttionsausbeute an
Wasserstoffperoxid steigt von 93,9% auf 98,8%.
20,245 g trockener Extrakt aus 101 I alter Arbeitslösung werden unter den Bedingungen des Beispiels 4 und
bei einer Strömungsmenge von 757 g/h destilliert. Man erhält 15,728 g Enddestillat, d. h. 77,7% der Beschickung
in Form der Lösung und 4417 g Rückstand. Die ChinonausLeute beträgt 99,7% im Destillat und 6,8% im
Rückstand, d.h. insgesamt 106,5%. Der nach Beendigung der Behandlung aufgelöste trockene Extrakt
enthält 44,5% Chinone gegenüber 34,5% vor der Destillation. Die Reduktionsgeschwindigkeit ist bei
gleicher Chinonkonzentration um 16% gestiegen.
Unter ähnlichen Arbeitsbedingungen wie im Beispiel 4 gestattete ein Versuch für die Herstellung von H2O2
die folgenden Verbesserungen gegenüber der nicht behandelten Arbeitslösung festzustellen:
Eine Katalysatorersparnis von 30%,
eine Steigerung der Chinonmenge und
eine Extraktionsausbeute an Wasserstoffperoxid von 99,5% gegenüber 95,4%.
Eine Katalysatorersparnis von 30%,
eine Steigerung der Chinonmenge und
eine Extraktionsausbeute an Wasserstoffperoxid von 99,5% gegenüber 95,4%.
Man behandelt eine alte Arbeitslösung derselben An
wie diejenige der vorstehenden Versuche durch Destillation in zwei getrennten Stufen, die beide
kontinuierlich betrieben werden.
1. Die Destillation der Lösung erfolgt über einem senkrechten Einrohrverdampfer mit fallendem
Film einer lichten Weite von 30 mm mit zwei getrennten Abschnitten für eine Austrittskammer
der Dämpfe: Ein oberer Abschnitt von 3 m Länge und ein unterer Abschnitt von 2 m Länge; jeder
Abschnitt ist dabei in seinem oberen Teil mit einem Flüssigkeitsschlitzverteiier ausgerüstet Der Aufbau wird am Kopf mit der Arbeitslösung im
Verhältnis von 25 l/h und am Fuß mit Wasserdampf im Verhältnis von 3 kg/h gespeist.
Die Erhitzung wird für die beiden Abschnitte durch einen Dampfmantel unter 5 Bar absolut durchgeführt. Der Destillationsdruck beträgt 150 mm Hg. Die Dämpfe werden mit 14O0C in einen Röhrenkondensator eingeführt, der mit einem Abscheider zur Abtrennung von Wasser aus den Lösungsmitteln ausgerüstet ist. Der Extrakt tritt in geschmolzenem Zustand bei 130°C aus und enthält weniger als 0,5% seines Lösungsmittelgewichtes.
2. Es erfolgt die Destillation der Chinone und des leichten Abbaues aus Extraktreserven und Lösungsmitteln, die aus der vorstehenden Apparatur stammen. Die Destillation wird in einem senkrechten Einröhrenverdampfer mit fallendem Film einer lichten Weile von 85 mm und 3 m Länge durchgeführt, der in seinem oberen Teil mit einem Schlitzverteiler ausgerüstet ist.
Die Erhitzung wird für die beiden Abschnitte durch einen Dampfmantel unter 5 Bar absolut durchgeführt. Der Destillationsdruck beträgt 150 mm Hg. Die Dämpfe werden mit 14O0C in einen Röhrenkondensator eingeführt, der mit einem Abscheider zur Abtrennung von Wasser aus den Lösungsmitteln ausgerüstet ist. Der Extrakt tritt in geschmolzenem Zustand bei 130°C aus und enthält weniger als 0,5% seines Lösungsmittelgewichtes.
2. Es erfolgt die Destillation der Chinone und des leichten Abbaues aus Extraktreserven und Lösungsmitteln, die aus der vorstehenden Apparatur stammen. Die Destillation wird in einem senkrechten Einröhrenverdampfer mit fallendem Film einer lichten Weile von 85 mm und 3 m Länge durchgeführt, der in seinem oberen Teil mit einem Schlitzverteiler ausgerüstet ist.
Man speist die Vorrichtung am Kopf mit dem geschmolzenen Extrakt von 1300C im Verhältnis von
2> 13 kg/h. Die Destillationstemperatur beträgt 2300C, und
der Rückstand wird auf eine Temperatur von höchstens 3500C gebracht. Diese Dämpfe werden zu einem
senkrechten Röhrenverdampfer mit von kaltem Wasser durchströmten Mantel geschickt. Dieser besteht aus
«ι zwei Teilen, zwischen denen die zu kondensierenden
Dämpfe eintreten: Einem oberen Teil, der am Kopf mittels eines Verteilers für rückgewonnenes Lösungsmittel
gespeist wird, um einen Flüssigkeitsfilm zu liefern, und einem unteren Teil, um die Kondensation und
jj Abkühlung der Flüssigkeit abzuschließen. Das Lösungsmittel
führt man in einem Verhältnis von 30 l/h ein. Die Temperatur zwischen den beiden Kondensatorteilen
beträgt 75 bis 8O0C. Das gekühlte Kondensat tritt schließlich mit 300C im Verhältnis von 40,7 l/h und einer
4(i Konzentration von 246 g/l Extrakt aus. Die Destillationsausbeute
beträgt 77%. Für eine Beschickung mit 38% Chinonen enthält das Destillat 47,9% Chinone, was
eine Ausbeute von 96,2% bedeutet. Der Rückstand
enthält 14% Chinone, was eine Ausbeute von 4,9% bedeutet Die chemische Ausbeute an Chinonen war
also 101%.
Man behandelt 300 m3 einer Arbeitslösung von
derselben Art wie im Versuch 6 im Verhältnis von l/h einer zweistufigen Anlage mit kontinuierlichem
Betrieb von der in der Zeichnung dargestellten Art.
1. Der Losungsmittelverdampfer ist von der im Beispiel 6 beschriebenen Art mit Rohren von
30 mm lichter Weite und zwei Abschnitten von 3 m und 2 m. Das ganze wird durch den Dampf von 6 Bar absolut erhitzt, und am Boden des Verdampfers werden 100 kg/h Frischdampf eingeblasen. Der
Destillationsdruck beträgt 300 Torr.
Die Dämpfe treten mit 1500C aus, und der Extrakt
geht am Boden des Verdampfers mit einer Temperatur von 120° C ab. Der restliche Lösungsmittelgehalt des Extraktes ist ungefähr 1 %.
Z Trockener Extrakt und Lösungsmittel werden vermittels ihrer Relaisbehälter eingeführt: Der
Extrakt an der Spitze eines Verdampfers mit Filmrakelung von 2 m2 Oberfläche und das Lösungsmittel
an der Spitze eines Kondensators von 5 m2 Oberfläche, der mit einem Filmverteiler
ausgerüstet ist. Der Verdampfer wird durch einen Doppelmantel auf 3400C erhitzt. Der Destillationsdruck beträgt 60 Torr.
Die Mischung aus Chinondämpfen und leichtem Abbau mit dem bei 4O0C eintretenden Lösungsmittel
hat eine Temperatur von 1300C an der Spitze des Kondensators. Die Analysenergebnisse zeigen den
Wirkungsgrad der Behandlung:
10
Lösung, g/l
Chinone Abbau
Chinone Abbau
°/o Chinone in Lösung
Vor Behandlung 72 140 34
Nach Behandlung 73 90 45
Die erhaltene Lösungsausbeute beträgt 900 l/h und die Strömungsmenge des Rückstandes 57 kg/h. Das
Destillat umfaßt also 34% Chinone, was eine Ausbeute von 95% bedeutet. Der Rückstand umfaßt 15,6%
Chinone, was eine Ausbeute von 12,9% bedeutet. Die chemische Chinonausbeute beträgt also 107,9%.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verfahren zur Regenerierung von in zyklischen Herstellungsverfahren für Wasserstoffperoxid mittels
Anthrachinon benutzten Arbeitslösungen in zwei Phasen, in denen man die Lösungsmittel im
Verlauf einer ersten Destillation unter einem Druck höchstens gleich Luftdruck abtrennt und dann die
Chinone und »leichten Monoanthracenabbau« während einer unter niedrigerem Druck durchgeführten
zweiten Destillation abtrennt und außerdem die gesamten destillierten Produkte als n?ue Arbeitslösung
wieder benutzt, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Dämpfe aus der zweiten Destillation über einem flüssigen kalten ständig
erneuerten Lösungsmittelfilm kondensiert, der aus den kondensierbaren Dämpfen der ersten Destillation
besteht
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Destillation bei einem solchen Druck durchgeführt wird, daß die rückzugewinnenden
Produkte bei einer Temperatur verdampfen, die hoch genug für die Regenerierung der
Chinone, aber niedrig genug, daß keine Krackung unter Bildung von unerwünschten leichten Produkten
erfolgt, ist
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Destillation unter einem
niedrigeren Druck als ungefähr 100 Torr durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Destillationen
kontinuierlich durchgeführt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die erste Destillation
in Gegenwart von Hilfswasserdampf durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 — 5, dadurch gekennzeichnet daß die zweite Destillation
bei einer Wandtemperatur unterhalb 350° C durchgeführt wird, wenn Äthylanthrachinon und seine
Abbauprodukte vorliegen.
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