-
Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffsuperoxyd Die Herstellung
von Wasserstoffsuperoxyd durch Vakuumdestillation aus wäßrigen Lösungen, die Verbindungen
des aktiven Sauerstoffs enthalten, ist schwierig, da sich Wasserstoffsuperoxyd in
Lösung, insbesondere in Gegenwart von Persäuren, leicht zersetzt. Erschwerend wirkt
der Umstand, da.ß Wasserstoffsuperoxyd einen Siedepunkt hat, der über dem des Wassers
liegt, so daß bei einer Destillation, die ohne Anwendung besonderer Maßregeln durchgeführt
wird, das Wasser mit einem nur geringen Teil des Wasserstoffsuperoxydes verdampft,
während das zurückbleibende Wasserstoffsuperoxyd sich zersetzt und bei Salzgehalt
die Lösung gegebenenfalls zu kristallisieren beginnt. -Es ist deshalb erforderlich,
ein richtiges Verhältnis der abdestillierenden Mengen von Wasser und Wasserstoffsuperoxyd
- einzuhalten. .
-
Die bekannten Verfahren befriedigen in dieser Hinsicht nur unvollkommen.
Im allgemeinen verfährt man so, daß man die zu destillierende Lösung im Vakuum durch
erhitzte Röhren saugt. Ein regelmäßiges Arbeiten kann auf diese Weise nicht erzielt
werden, da infolge des im Destillationsrohr herrschenden Druckgefälles zwischen
Ein- und Austrittsende an allen Stellen des Destillationsrohres verschiedene Drucke
und somit verschiedene Siedepunkte und Verdampfungserscheinungen vorliegen. Die
Speisung der Destillationsrohre muß bei den bestehenden Verfahren durch Abdrosselung
mittels Düsen, Hähnen oder Kapillaren geregelt werden. Diese Vorrichtungen lassen
sich jedoch den besonderen Verdampfungsverhältnissen schwer anpassen, zumal unvermeidliche
Schwankungen des Vakuums oder der Beheizung die Unregelmäßigkeit des Zulaufs erhöhen.
Diese Erscheinungen fallen insbesondere dann ins Gewicht, wenn der Verdampfer aus
einer großen Zahl von Rohren besteht, deren Überwachung äußerst schwierig ist.
-
Es wurde nun gefundeg, daß eine vollkommene Regelmäßigkeit der Arbeitsweise
durch eine neuartige Durchführung der Destillation erzielt werden kann, die darin
besteht, daß an allen Stellen der Destillationsapparatur gleicher Druck eingehalten
wird. Zu diesem Zwecke wird die gesamte Apparatur, d. h. Speisegefäße, Verdampfer
und Ablaufvorlagen, an eine gemeinsame druckausgleichende Leitung angeschlossen.
e Im Gegensatz" zu den bisher üblichen Arbeitsweisen erfolgt also die Einführung
bzw. Fortbewegung der Flüssigkeit im Verdampfer nicht durch Durchsaugen oder Durchdrücken.
Die
Einführung und Fortbewegung der Flüssigkeit wird z. B. durch eine Vorrichtung bewirkt,
die aus zwei kommunizie--. renden Gefäßen besteht, wobei das eine beliebig geformtes
ungeheiztes Gefäß während das andere durch ein beheiztes Rohr' oder Rohrbündel gebildet
wird. `' Der zwischen den beiden Teilen der Speisevorrichtung entstehende Temperaturunterschied
bewirkt eine Strömung der Flüssigkeit in der Richtung vom unbeheizten zum beheizten
Teil.
-
Diese Speisevorrichtung, die zwischen Speisegefäß und Verdampfer angeordnet
wird, bewirkt den kontinuierlichen Eintritt der Flüssigkeit in den Verdampfer. Durch
bloße Regulierung der Temperatur im beheizten Teil der Speisevorrichtung wird der
Flüssigkeit eine beliebige Geschwindigkeit erteilt.
-
Zweckmäßig wird die Beheizung der Speisevorrichtung so vor&enommen,
daß sich bereits in der Vorrichtung die ersten Dampfblasen bilden. Hierdurch wird
erreicht, daß die Flüssigkeit zwar in gleichmäßig über die Heizfläche verteiltem
Zustand, jedoch ohne den Querschnitt der Rohre zu füllen, die Heizvorrichtung verläßt
und in den Verdampfer eintritt.
-
Bei einer nach dem vorliegenden Verfahren arbeitenden Apparatur kann
der Verdampfer aus einer beliebig großen Zahl von Rohren, die beliebig angeordnet
sind, bestehen. Die Tatsache, daß die gesamte Apparatur unter gleichem Druck steht
und daß die Speisung des Verdampfers lediglich von der Beheizung der Speisevorrichtung
abhängig ist, ermöglicht auch bei großen Einheiten einen störungsfreien Dauerbetrieb
mit höchsten Ausbeuten ohne besondere Überwachung.
-
Die Ausführung des Verfahrens wird nachstehend an Hand der beiliegenden
Zeichnungen erläutert.
-
Fig. i stellt eine Destillationsapparatur dar, bei der an allen Stellen
gleicher Druck herrscht, da sowohl die Speisegefäße b, c als auch die Vorlagen o,
an an die gleiche Vakuumleitung c angeschlossen sind. Die an den Speisegefäßen befindlichen
Hähne a haben den Zweck, jeweils ein Speisegefäß auszuschalten und nach Auffüllung
wieder in den Prozeß einzuführen.
-
Von dem Gefäß b wird eine beliebige Zahl von Verdampferröhren h gespeist.
Zwischen Vorratsbehälter b und Verdampfer 1z befindet sich die Speisevorrichtung,
bestehend aus einem Gefäß c und mehreren mit ihm koramVnizierend verbundenen, beheizbaren
Rohren g. Zur genauen Einstellung des Niveaus in den Rohren g kann das Gefäß e als
Mariottsche Flasche mit einem verstellbaren Tauchrohr e' ausgebildet werden, das
gleichfalls an die Vakuumleitung c angeschlossen ist.
-
Bei Beheizung der Rohre g steigt die sich `.--ih, g auf einer bestimmten
Hitze befindliche `F~liissigkeitssäule in die Höhe. Es bildet sich '" `bei ein Gemisch
von Flüssigkeit und Dampf-7lasen, das in die Rohre h eintritt. In diesen Rohren
findet die Destillation statt. Die Länge der Rohre h ist so bemessen, daß sämtliches
in der Lösung befindliche Wasserstoffsuperoxyd abdestilliert werden kann. Gefäß
i dient zur Trennung der Dämpfe von der zurückbleibenden Lösung. Die Dämpfe gelangen
über die Rohrleitung k in den Kühler L und die kondensierte Wasserstoffsuperoxydlösung
in die Vorlagen m. Die zurückbleibende Lösung fließt aus dem Gefäß i über die Rohrleitung
n in die Vakuumvorlagen o.
-
Die Lage und Form der Verdampferröhren h kann beliebig sein. Man ist
nicht an die Anordnung nach Fig. i gebunden, sondern kann die Verdampfer h auch
schräg oder senkrecht (Fig. 2) aufstellen oder ihnen eine Schlangenform geben (Fig.
3).
-
Das vorliegende Verfahren eignet sich ganz allgemein besonders für
eine Durchführung von Destillationen, bei denen die Dämpfe an möglichst zahlreichen
Stellen von der Flüssigkeit abgetrennt werden sollen, um jede gegenseitige Zersetzung
von gebildetem Wasserstoffsuperoxyd und Persäuren möglichst zu verhindern.
-
Durch die Tatsache, daß das Vakuum als Fördermittel während der Verdampftmg
nicht benutzt wird, ergibt sich ein gleicfirnäßiges Arbeiten in sämtlichen Stufen
sowie eine bessere Abtrennung der entwickelten Dämpfe.
-
Fig. 3 stellt eine andere Attsführungsform der Vorrichtung für das
neue Verfahren mit dreifacher Abtrennung der Dämpfe dar. Die Flüssigkeit gelangt
aus dem Vorratsbehälter b, wie unter Fig. i beschrieben, in den ersten Teil des
Verdampfers 1a und aus- diesem in die erste Trennungsvorrichtung i. Die entstandenen
Dämpfe entweichen durch die Rohrleitung c. Die aus i abfließende Flüssigkeit tritt
in ein zweites System von kommunizierenden Röhren ein (n, g), das als Speisevorrichtung
für den zweiten Teil des: Verdampfers dient. Die Destillation wird in gleicher Weise
mit einer beliebigen Zahl von Trennungsvorrichtungen i fortgesetzt, aus denen die
abgetrennten Dämpfe zum Kondensator l gelangen, wie in Fig. i dargestellt. Die zurückbleibende
Lösung fließt aus der letzten Trennungsvorrichtung in die Vorlage o.