DE645290C - Verfahren zum ununterbrochenen Destillieren von Wasserstoffsuperoxyd - Google Patents

Description

• Verfahren zum ununterbrochenen Destillieren von Wasserstoffsuperoxyd Die Gewinnung von Wasserstoffsuperoxyd aus Persulfaten geschieht in an sich bekannter Weise durch Verseifung des vorliegenden Persalzes oder einer Überschwefelsäurelösung und Abdestillation des entstehenden Wasserstoff -superoxyds. Dieses Verfahren gehört zu den schwierigsten der chemischen Technologie, da durch die Katalysatorempfindlichkeit des Wasserstoffsuperoxyds die Destillationsausbeuten bzw. die Haltbarkeit des gewonnenen Wasserstoffsuperoxyds in starkem Maße beeinträchtigt werden können. Die technische Durchführung dieses Prozesses setzt daher ,ganz besondere Sorgfalt: voraus. ' Zur Durchführung des Verfahrens sind grundsätzlich zwei Wege beschritten -worden. D Man kann die Verseifung in Lösung durchführen oder auch feste Perverbindungen, vor allem Persulfate, mit Schwefelsäure umsetzen. Der erste Weg hat den Vorteil, daß man die Versieifung und Destillation des Wasserstoffsuperoxyds kontinuierlich durchführen kann. Er zeigt jedoch den Nachteil, daß durch die Anwendung einer Lösung größ2re Mengen die Zersetzung von Wasserstoffsuperoxyd be- schleunigende Katalysatoren zwangsläufig in die Apparatur eingeführt werden. So hat man die Destillation beispielsweise in langen Rohren aus Blei oder dessen Le-ierungen kon-ZD tinuierlich durchgeführt. Diese Rohre sind gegen Schwefel- oder überschwefelsäure wesentlich beständiger als andere technisch in Fragge kommende Metalle, aber auch diese Arbeitsweise se'tzt,eine peinliche Überwachung des Vorgangs voraus und schließt die Gefahr ein, daß metallische Anteile der Korrosion unterliegen und dadurch in der empfind.-lichst-en Weise stören. Dieser Nachteil wird vermieden durch dien obengenannten zweiten Weg, bei dem man von festen Perverbindun,-,_n gie ausgeht. Da hierbei die Verseifung und Destillation mit einem breiförmigen Material ausgeführt werden muß, ist es bis jetzt noch nicht gelungen, die Destillation kontinuierlich zu gestalten. Sie wird in geeigneten Steinzeug-, Porzellan- oder ähnlichen Gefäßen in der Art au3geführt, daß in einem mit Schwef elsäure versetzten Persulfatbrei Wassierdampf, gegebenenfalls unter Cberhitzung, eingeführt wird. Diese bringt das Reaktionsgemisch auf die für die Verseifung notwendige Temperatur, so daß eine für Steinzeug und ähnliche Materialien praktisch nicht durchführbare Beheizung der Destillationsgefäße von außen .entbehrt werden kann. Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung vereint die Vorteile der beiden Verfahren, ohne ihre Nachteile aufzuweisen. Das Wesen des neuen Verfahrens besteht darin, daß man die Verseifung von Perverbindungün und die Abdestillati#on dies gebildeten Wasserstoffsuperoxyds zusammen in mehreren getrennten Stufen vornimmt und die Rüaktionsmasse kontinuierlich nacheinander diesen Stufen zuleitet. Es wurde überraschender-,veise gefunden, daß dieses Verfahren in einfacher Weise zum Ziel führt und keinerlei komplizierte Anordnungen erforderlich sind, die durch Einführung von Katalysatoren zur Zersetzung Anlaß -"eben könnten. Es genügt, die verschiedenen Destillationsräume in fallender Richtung hintereinander anzuordnen und durch C-berläufe miteinander zu verbinden. Sie müssen weiterhin mit Einlaßstutzen für Heizdämpfe versehen sein, so daß diese unter der Oberfläche des Füllgutes eintreten können. Durch diese Anordnung wird das Destillationsgut mit der gewünschten Geschwindigk,eit selbsttätig von einem Verdampfgefäß in das nächste weitergeleitet. Die einzelnen Verdampfgefäße sind mit einer gemeinsamen Absaugleitung versehen. Das breifürmige Reaktionsgemisch kann über eine Einschleußvorrichtung der Anlage zugeleitet und nach Durchfluß der Anlage einem Säureabscheider und einem Kühler zugcfülirt %%-erden.
• Die Apparatur ist vorzugsweise au3 Steinzeug, Porzellan oder sonstigem keramischem Material angefertigt, so daß alle gefährdenden katalytischen Einflüsse vermieden sind. Es werden also neben einer weitgehenden Vereinfachung der Arbeitsweisen auch ausgezeichnete Ausbeuten erzielt. Gegebenenfalls kann jedoch auch eine Apparatur aus Blei oder dessen Legierungen oder aus anderen nicht katalytisch wirkenden Materialien angewendet werden. Es sind schon Einrichtungen zum Eindampfen von Lösungen bekaiintgeworden, bei denen Verdampfgefäße stufenweischintereinandergeschaltetsind. Die -oben beschriebene, neue Anordnung gestattet jedoch zum erstenmal, Wasserstoffsuperoxyd in kontinuierlicher Weise auch aus breiförmigern Material zu gewinnen.
• In den beiliegenden Abb. i und 2 sind beispiülsweise Ausführungsformen für die verwendeten Apparaturen angegeben.
• In Abb. i bedeutet A ein Sammelgefäß für das Ausgangsmaterial, Dieses Gefäß ist am Boden mit einer EinschleusvorrichtungB versehen. Daran schließt sich die aus Krümmern C, C.>, C3 ... bestehende eigentliche Destillationsapparatur an, die bei D, D" D, . . . verschiedene Destillationsräume besitzt. Am Ende der Krümmerreihe befindet sich ein Aufnabmügefäß E für di2 ausdestillierte Masse. Arn Boden der Krümmer sind Entleerungs-und PrüfstutzeiiKl, I(2"K. ... angebracht. Die Krümmer sind ferner mit Einleitungsstutzen F" F2, Fs, F, F" F, ... für D#rnpf versehen. Die Krümmer sind durch Abzugrohre mit einem SammelrohrG verbunden, an das sich ein SäureabscheiderH und schließlich ein Kühler I anschließt.
• In Abb. 2 bedeutet L ein Sammelgefäß fürdas Ausgangsmaterial. Dieses Gefäß ist arn.# Boden mit einer Einschleusvorrichtung M verseheii. Daran schließt sich die aus Einzelgefäf#e-nN"iV.,N"N,... bestehende eigentliche Destillationsapparatur an. Am Ende, die.ser Reihe befindet sich das Aufnahmegefät30 für die ausdestillierte Masse. Ain' Boden der Destilliergefäße sind Entleerungs-und PrüfstutzeiiP"P.>,P"P,... angebracht. Die Destillationsgefäf#e sind ferner mit Einleitungss tutzen R, k" R3, R4, 'R5, 'R6, R7, IRS für Die Dampf Destillationsgefäße versehen ' stehen durch Rohre., miteinander in Verbindung; ferner sind Sie durch Abzugrohre mit einem SarnnwIrohr S verbunden, an das sich ein SäureabscheiderT und schließlich ein KühlerU anschließt.
• Die in Abb. i und 2 gezeigten Apparaturen stehen, soweit es sich um die eigentliche Destillationsvorrichtung handelt, unter Vakuum.
• An Hand der Abb. i sei beispielsweise das Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffsuperoxyd aus Persulfaten nochmals ausdrücklich beschrieben.
• In das Samm-elgefäßA wird eine Mischung von Kalium- oder Ammvniumpersulfat mit Schwefelsäure eingebracht. Durch die Einschl#eusviorrichtungB kann die Menge des in die Destillationsapparatur- eintretenden Ausgangsmaterials geregelt werden. Das Ausgangsmaterial gelangt in den Krümmer Cl, wo Wasserdampf durch die EinleitufflstutzenF, und F2 eingeleitet wird. Dadurch wird das Material erhitzt. Es erfolgt eine teilweise Verseifung des Persulfates sowie gleichzeitig Abdestillation des Wasserstoff-, sup-er-oxyds, das durch das Abzugrohr in, das SammelrohrG gelangt. Die Reaktionsmasse wird durch weiter einfließendes Ausgangsmaterial in den KrümmerC2 gedrückt. Hier erfolgt abermals Einführung von Wasserdampf durch die EinleitungsstutzenF3 undP., wodurch eine weitere Verseifung des noch vorhandenen Persulfat-es sowie AbdestiUation des Wasserstoffsuperoxyds erfolgt. Dieses wiederholt sich, bis die ausdestillierte Masse in das'AufnahmegefäßE gelangt. Der indern SammelrohrG gesammelte Wasserstoffsuperoxyd- und Wasserdampf passiert zur Abschei# dung mitgerissener Säureanteile den Säure-, abscheiderH und gelangt schließlich in einen zur Kondensation von Wasserstoffsuperoxyd geeigneten KühlerL Die FörderungderReaktionsmasse in den einzelnen Krümmern wird dadurch erleichtert, daß diese K-rümmer in fallender Richtung hintereinandergeschaltet sind. Der Wasserdampf kann gegebenenfaUs v,orher überhitzt werden. Die Menge des einzuschleusenden Auszangsmaterials wird so be# messen, daß es den letzten Krümmer praktisch frei von aktiv-en Sauzrstoff enthaltenden Verbindungen verläßt. Die Kontroll.- der fortschreit-enden Verseifung und Destillationkarm durch die am unteren Endc der einzelnen Krümmer befindlichen Entleerungsstutzen l(1, 1(2, I#'3 erfolgen. Beispiele i. 24o kg Kaliumpiersulfat mit 5,78 9 aktivem Sauerst#off werden mit 72 1 Schwefelsäur,e von 56' B(# gemischt. Dieses Gemisch #vird k#ontinuierlich in die Apparatur gebracht, so daß stündlich i c> bis i i kg Salz in den ersten Krümmer gelangen. Bei 24stündiger Destillation wurden 95,4 1 3o%iges Wasserstoffsuperoxyd gewonnen, was einer Ausbeute von 95,7 0/0 entspricht.
• 2. 1410 kg Kaliumpersulfat mit einem Gehalt von 5,78 0/0 aktivern Sauerstoff werden mit 423 1, Schwefelsäurz von 5o' B# zu einem Brei verrührt. Dieser wird in dem Maße in die Apparatur eingebracht, #daß stündlich ii bis 12 kg Salz durchgesetzt werden; wenn die Destillati-on auf i2o Stunden ausgedehnt wird, werden 535,7 1 3o%iges Wasserstoffsuperoxyd ge-,vonnen; dies entspricht 160,7 kg i ooD/oig-em Wasserstoffsuperoxyd oder 92,6011o des im Ausgangsmaterial enthaltenen aktiven Sauerst#offs.
• 3. Wenn 1472,7 kg Kalitimpersulfat mit 5,78 0/0 aktivem Sauerstoff und 442 1 SCIIVe-:X.elsäure von 5o' B6 als Ausgangsmaterial '.dienen und in der in Beispiel 2 beschriebenen Weise durchgesetzt werden, werden in 130 Stunden 559,3 1 300i'Oiges Wass,--rstOffsup:er,oxyd entsprechend einer Ausbeute von 92,8 % gewonnen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH - Verfahren zum ununterbrochenen Destillieren von Wasserstoffsuperoxyd aus im wesentlichen festen, unter Verseifung letzteres abgebenden Gemischen in Stufen, dadurch gekennzeichnet ', daß man die Reaktionsmasse, einer aus mehreren gleichartigen, in fallender Richtung hintereinandergescbalteten, durch überläufe miteinander verbundenen, mit unter der Ob#erfläch-e des Reaktionsgutes liegenden Einlaßstutz#en für Heizdampf versehenen und an eine gemeinsame Absaugl-eitung angeschlossenen Verdampfgefäßen, vorzugsweise solchen aus keramischem Material bestehenden Anlagen von hoben, gegebenenfalls über eine Einschleusvorrichtung, zuleitet und gegebenenfalls nacli Durchfluß der Anlage einem Säureabscheider und ,einem Kühler zuführt.