DE690894C - Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxyd - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxyd Die kontinuierliche Gewinnung von Wasserstoffsuperoxyd aus Überschwefelsäure oder Lösungen von Persulfaten, . insbesondere Ammoniumpersulfat mit Schwefelsäure; geschieht in der Weise, daß die Destillation in Rohren vorgenommen wird; die entweder vertikal- oder horizontal angeordnet und mit Außen- oder Innenheizung versehen sind. Die zu destillierende, aus der Elektrolyse kom. tuende Lösung tritt. an einem Ende des Rohr res oder .eines Systems von Rohren ein und verläßt dasselbe .wieder, nachdem in ihr sich die Schwefelsäure sehr stark angereichert hat, während der Sauerstoff teilweise in Form von Wasserstoffsuperoxyd mit den gebildeten Dämpfen entwichen und kondensiert ist, teilweise aber sich in der Lösung als Überschwefelsäure, Carosche Säure oder Wasserstoffsuperoxyd vorfindet.
• Verfolgt man diesen Prozeß in seinen einzelnen Phasen, so findet man, daß in einer I. Phase zuerst lediglich Wasser abdestilliert, und zwar miissäri mindestens 50 bis 6o% des angewandten Flüssigkeitsvolumens abdestilliert werden, ehe die Schwefelsäure in der II. Phase eine solche Stärke erreicht; daß sie imstande ist, durch Hydrolyse Persulfat in Wasserstoffsuperoxyd umzusetzen. Von diesem Punkt ab bedarf es nur einer verhältnismäßig geringen Konzentrationssteigerung der Schwefelsäure, um in der III. Phase zu einer optimalen Destillations- und Umsetzungsgeschwindigkeit zu gelangen. Bei weiterer Konzentration (IV. Phase) nimmt die Geschwindigkeit zur Bildung von Wasserstoffsuperoxyd wieder ab, um schließlich in ihr Gegenteil umzuschlagen und aus Wasserstoffsuperoxyd Carosche Säure zurückzubilden.
• Alle diese geschilderten Vorgänge spielen sich bei einmaligem Durchfluß durch das Heizrohr ab, und je nach der Länge des Rohres, der Heizfläche und dem angewandten Vakuum gelingt es, rund 45 bis 5o% des Elektrolytsauerstoffes als Wasserstoffsuperoxyd herauszudestillieren. -Der Rest wird dann wieder mit Wasser verdünnt und nochmals der Destillation unterworfen, evtl. wird dieser letztere Prozeß noch verschiedentlich wiederholt.
• Bei dieser Art der Durchführung besteht nicht allein der Nachteil, daß zuerst der größte Teil der zu destillierenden Flüssigkeit als Wasser abdestilliert werden muß, um dann später am Schluß des Prozesses wieder zugegeben zu werden, sondern es ist mit ihr der weitere Nachteil verbunden, daß die° für die Hydrolyse geeignete Konzentration der Schwefelsäure noch nicht gestattet, daß aus ihr auch konzentrierte Wasserstoffsuperoxyddämpfe bei nicht zu hohem Sauerstoffgehalt der Lösung entweichen können. Sollen an diesem Punkt der Reaktion nennenswerte Mengen Wasserstoffsuperoxyd abdestilliert werden, so muß erst der größte Teil des vorhandenen Elektrolytsauerstoffes in Wasserstoffsuperoxyd umgewandelt werden. Diese Anhäufung des bei der erhöhten Temperatur besonders labilen Wasserstoffsuperoxydsauerstoffes hat natürlich eine große Empfindlichkeit der Destillationsflüssigkeit gegen die durch die Elektrolyse hereingebrachten Katalysator.en zur Folge und ist dementsprechend mit Ausbeuteverlusten verbunden.
• Beide Nachteile, der erhöhte Dampfverbrauch und die übergroße Empfindlichkeit des Prozesses gegen Katalysatoren, kommen in Wegfall, wenn gemäß vorliegender Erfindung in allen Teilen eines Rohres oder einer Anzahl von hintereinandergeschalteten Rohren stets die gleiche, für den Prozeß gün:-stigste Säurekonzentration von etwa 75o bis iooog Schwefelsäure im Liter aufrechterhalten wird, in der Weise, daß die zu destillierende Flüssigkeit nicht, wie bisher üblich, am Anfang der Destillationsanlage zugegeben wird, sondern daß die Zugabe gleichmäßig über alle Teile des Rohrsystems erfolgt.
• Die Durchführung des Verfahrens ist so ru verstehen, daß zunächst zur Inbetriebsetzung der Anlage die Flüssigkeit ohne Strömung in dem Verdampferrohr bzw. dem Rohrsystem so lange erwärmt wird, bis die III. Phase, also die optimale Phase, erreicht ist, bei der die Schwefelsäure etwa eine Konzentration von 75o bis io5og/1 besitzt. In dieser Phase entweichen große Mengen von Wasserstoffsuperoxyd. Um nun diese gün, stige Konzentration aufrechtzuerhalten, läßt man an vielen Stellen, über die ganze Länge des Rohres bzw. des Rohrsystems verteilt, Ausgangslösung, welche Perverbindungen, z. B. Ammoniumpersulfat, Schwefelsäure und Wasser, enthält, zufließen, und zwar in solchem Maße, daß während des nun ebenfalls beginnenden Abflusses der Restflüssigkeit ständig die günstige Konzentration erhalten bleibt.
• Im praktischen Betrieb hat sich gezeigt, daß die Aufrechterhaltung einer Säurekonzentration von 83o bis 930g H2 S O4/1 in allen Teilen der Apparatur bei dieser Art der Destillation die besten Resultate ergibt, weil sie bei geringer Konzentration von Wasserstoffsuperoxyd in der Lösung dennoch gestattet, konzentrierte Wasserstoffsuperoxydlösung zu erhalten. Großversuche mit einer Destillationsanlage, die 32o l Elektrolytlösung pro Stunde zu verarbeiten gestattete, haben ergeben, daß es so gelingt, mit fast theoaretischen Ausbeuten zu arbeiten, wobei 88 bis 9o% des eingesetzten Elektrolytsauerstoffes in Form von konzentriertem Wasserstoffsuperoxyd ohne jegliche nachträgliche Zugabe von Wasser gewonnen werden. Beispiel Zur Destillation gelangt eine Lösung von Schwefelsäure, Ammoniumpersulfat und Wasser, welche je Kubikzentimeter einen Verbrauch von 4 bis 4,5 ccm n/2-K Mn 0iLösung und etwa 18 ccm n/ i -Na O H besitzt.
• Die Destillationsanlage besteht aus 16 hinter einandergeschalteten, waagerecht liegenden Verdampferrohren von je 3 m Länge und einem Durchmesser von 22 mm. Die frische Lösung wird jedem einzelnen dieser Rohre zugeführt.
• Die Heizung der Verdampferrohre erfolgt durch Dampf von 4 bis 4,2 atü; der Durchfluß der zu destillierenden Lösung wird auf 3oo bis 350 1 pro Stunde eingestellt.
• Bei einem Vakuum von 28 bis 3 i mm hält man eine Destillationstemperatur von etwa 8 5° inne. tei diesen $edingungen erzielt man Ausbeuten an Wasserstoffsuperoxyd von 95 bis 97%.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur ununterbrochenen Gewinnung von Wasserstoffsuperoxyd durch Destillation von Überschwefelsäure bzw. deren Salzlösungen, dadurch gekennzeichnet, daß man während der ganzen Dauer des Destillationsvorganges bei ständigem Ablauf der Restflüssigkeit Perlösungen enthaltende Flüssigkeit gleichmäßig über alle Teile des Destillationsrohrsystems in solcher Menge zugibt, daß die Destillationsflüssigkeit eine Konzentration an Schwefelsäure von etwa 75o bis rooo g Schwefelsäure im Liter beibehält.