DE628426C - Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxyd - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxyd Wasserstoffsuperoxyd wird im allgemeinen aus einer Lösung von Perschw.efelsäure oder Persulfat durch Destillation dieser in außenbeheizten Rohren hergestellt, und zwar derart, daß die Hydrolyse der Lösung und die Verdampfung des gebildeten Wasserstoffsuperoxyds vollendet ist, wenn die Lösung die Rohre durchlaufen hat. Die Behandlung besteht somit in einem gleichzeitigen Konzentrieren und Destillieren der Lösung.
• Ein Nachteil dieser Verfahren besteht darin, daß man, um ein Maximum der Hydrolyse des Persulfats und der Destillation des Wasserstoffsuperoxyds zu erhalten, die Konzentration so weit führen muß, daß Verlust durch Zersetzung von Wasserstoffperoxyd auftritt.
• Um diesen Nachteil zu vermeiden, wurde vorgeschlagen, die Konzentration vor Erreichen des Maximums der Hydrolyse abzubrechen und sodann nach Zusatz von Wasser, gegebenenfalls in Form von Wasserdampf zu dem Konzentrat die Hydrolyse und Destillation zu Ende zu führen.
• Man hat auch bereits das Wasserstoffsuperoxyd aus einem Kaliumpersulfat-Schwefelsäure-Breiohne äußere Beheizung allein durch Dampf übergetrieben (vgl. F o e r s t e r, Elektrochemie wässeriger Lösungen, 191 5, S.76j). Es wurde gefunden, daß eine vergrößerte Ausbeute an Wasserstoffsuperoxyd im Vergleich zu den bekannten Verfahren erhalten wird, wenn die in an sich bekannter Weise bei vermindertem Druck bewirkte Konzentration abgebrochen wird, sobald höchstens die Hälfte der Perschwefelsäure oder des Persulfals hydrolysiert worden ist, und sodann dieser Konzentration (eine weitere Hydrolysierung und Dampfdestillation der Lösung ohne wesentliche weitere Verdampfung von Wasser folgt.
• Da eine Dampfdestillation eine möglichst vollkommene Berührung zwischen Dampf und Lösung erfordert; wird die Behandlung unter vermindertem Druck in einer Säule, die mit Füllmaterial gepackt ist, oder aber in einer Plattensäule ausgeführt.
• Wenn die Vorrichtung derart ist, daß die Dämpfe aus dem Konzentrationsraum zusammen mit der konzentrierten Flüssigkeit in die Säule abgegeben werden, bestimmt der in die Säule eingeführte und nach oben oder nach unten zwischen Raschigringen o. dgl. zusammen mit der Flüssigkeit hindurchtretende Wasserdampf die Hydrolyse und trägt den Wasserstoffsuperoxyddampf weiter. Es ist jedoch im allgemeinen bequemer, Wasserdampf in die Säule einzulassen. Wenn für das Konzentrieren Rohre angewendet werden, sind diese vorzugsweise verhältnismäßig weit und werden von außen durch Dampf derart erhitzt, daß im wesentlichen nur eine Konzentration der Lösung und Hydrolyse des Perstoffes erfolgt.
• Die Anordnung kann hierbei so getroffen werden, daß Konzentrat und erzeugter Dampf von den Konzentrationsrohren in den oberen Teil des Destillationsapparates eintreten, von wo sie mit oder ohne Zusatz von weiterem Wasserdampf in den unteren Teil der Säule geführt werden. Der Wasserdampf kann überschüssiger Dampf aus dem Heizdampfmantel sein. Wasserdampf und Wasserstoffsuperoxyd verlassen die Kolonne durch eine Öffnung in ihrem unteren Teil, der mit dem Kondensator und der Vakuumpumpe verbunden ist, während die Flüssigkeit durch eine zweite Öffnung durch ein genügend langes abgeschlossenes Rohr austritt.
• Man kann auch so arbeiten, daß Dämpfe und Konzentrat oben zu der Säule zugelassen werden und weiterer Wasserdampf durch die Säule von unten nach oben geschickt wird. Es tritt dann Hydrolyse der Flüssigkeit ein, und der Dampf treibt das Wasserstoffsuperoxyd ab, während die erschöpfte Flüssigkeit den Boden der Säule durch ein genügend langes abgeschlossenes Rohr verläßt. Das durch den Wasserdampf abgetriebene Wasserstoffsuperoxyd steigt die Säule hinauf und tritt mit den Dämpfen aus den Rohren zum Kondensator durch eine Öffnung im oberen Teil der Säule.
• Wenn konzentriertes Wasserstoffsuperoxyd gewünscht wird, kann eine Rektifikationssäule zwischen dem Dampfauslaß der Säule und dem Kondensator eingeschaltet werden.
• Die Arbeitsweise eignet sich zur Anwendung bei einer Anlage für kontinuierlichen Umlauf der Lösung von Schwefelsäure oder Bisulfat, insbesondere Ammoniumbisulfat, durch eine elektrolytische Zelle und die Destillationsvorrichtüng, wobei nach Bedarf frische Säure oder frisches Bisulfat in den Kreislauf eingeführt wird. - Es wurde gefunden, daß eine aus einer einzigen Kammer bestehende elektrolytische Zelle gute Ergebnisse liefert, so daß die Anwendung von Anodenttnd Kathodenkammern mit trennenden Diaphragmen vermieden werden können.
• In der Zeichnung, ist beispielsweise eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung im senkrechten Schnitt schematisch dargestellt.
• In dieser bedeutet d eine Batterie von mit-Dampfmänteln umgebenen Vakuumröhren, in die die Persulfatlösung durch eine Zuführungsvorrichtung (wie sie z. B. in der britischen Patentschrift 358 654 beschrieben ist) zugeführt und konzentriert wird.
• Die konzentrierte Lösung verläßt das Rohr a und fließt die Säule b herab, die mit Raschigringen oder anderem Füllmaterial gefüllt ist und einen Mantel f aus Wärmeisolierstoff aufweist. Wasserdampf wird bei c eingeführt, steigt durch die Säule auf und tritt zusammen mit Wasserstoffsuperoxyddampf durch das Rohr d aus in einen Kondensator oder eine Rektifikationssäule, die nicht dargestellt ist. Die Bisulfatlösung v erläßt den Boden der Hydrolysiersäule b mittels einer abgeschlossenen barometrischen Säule e.
• Der ganze Apparat befindet sich untex vermindertem Druck.
• Die Arbeitsweise kann z: B. mit einer Lösung ausgeführt werden, die Ammoniumpersulfat, Ammoniumbisulfat und Schwefelsäure in der folgenden Zusammensetzung enthält: Zoo g Ammoniumpersulfat je Liter, T7-2 g Ammoniumbisulfat je Liter und z35 g Sch-,vefelsäure je Liter.
• Diese Lösung wird in die mit Dampf beheizten Rohre geführt, die unter einem verminderten Druck von ungefähr 39 mm Quecksilber stehen, und zwar mittels einer Zuführungsvorrichtung in einer Menge bei entsprechender Apparatdimension von 441 je Stunde. Die Verdampfung dieser Lösung wird so geregelt, daß ein Konzentrat erhalten wird, das die Rohre in einer Menge von 16,61 in der Stunde verläßt und in die Hydrolysiersäule tritt. Der Wässer- und Wasserstoffsuperoxyddampf im Gewicht von 29,3 kg je Stunde gelangt in den Kondensator oder die Rektifikationssäule. Das durch Hydrolyse in dieser Stufe erhaltene Wasserstoffsuperoxyd wird auf einem Minimum durch die Regelung der Verdampfung gehalten und übersteigt in der Regel nicht 2o °/a der überhaupt aus dem Ammoniumpersulfat erhältlichen Menge.
• Um das Konzentrat zu hydrolysieren, wird dieses durch die Hydrolysiersäule herabgeführt, die eine Temperatur von 7o bis So' aufweisen soll und unter einem verminderten Druck von annähernd 38 mm Quecksilber steht. Die Hydrolysiersäule ist mit Raschigringen oder anderem geeigneten Füllmaterial gefüllt, und Wasserdampf streicht durch die Säule von unten nach oben in einer Menge von annähernd 3o,9 kg in der Stunde, so daß also das Wasserstoffsuperoxyd zwecks Verhinderung .seiner Zersetzung unmittelbar nach seiner Bildung aus dem Konzentrat entfernt wird. Dieser Wasserstoffsuperoxyddampf tritt zu dem Kondensator oder der Rektifikationssäule durch denselben Auslaß wie der Dampf aus den Verdampfungsrohren. Die Ausbeute an Wasserstoffsuperoxyd beträgt 97 % der theoretisch erhältlichen Menge. Die durch die Hydrolyse erzeugte Bisulfatlösung verläßt den Boden der Hydrolysiersäule mittels eines genügend langen barometrischen Abschlusses, wird mit Wasser verdünnt, wenn notwendig gereinigt und geht weiter zu den Elektrolysiergefäßen. ' Die Erfindung ist nicht auf das oben angegebene Beispiel beschränkt, da es möglich ist, das Verhältnis von Persulfat, Bisulfat und Schwefelsäure in weiten Grenzen zu ändern, vorausgesetzt, daß eine solche Lösung in der Hydrolysiersäule noch flüssig bleibt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxyd im Vakuum aus einer Lösung von Perschwefelsäure und/oder Persulfat unter Konzentrieren der Lösung und nachfolgender weiterer Hydrolyse des Perstofbes sowie Abtreiben des gebildeten Wasserstoffsuperoxyds, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung in laufendem Durchgang nur bis zur Hydrolyse von nicht mehr als der Hälfte der Perstoffs konzentriert und daß dann die Hydrolyse in einer mit Füllmaterial beschickten Säule oder in einer - Plattensäule im wesentlichen . ohne weitere Änderung der Konzentration der Lösung durch Dampfbehandlung der Lösung unter gleichzeitiger Abführung des gebildeten Wasserstoffsuperoxyds vollendet wird. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung des Perstoffes in erhitzten Rohren konzentriert wird, die so angeordnet sind, daß die erhaltene konzentrierte Flüssigkeit und der erzeugte Dampf in den oberen Teil der Säule geleitet werden kann.