-
Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffsuperoxyd Wird die Herstellung
von Wass@erstoffsup,eXoxyd so vorgenommen, daß eine wäßrige Lösung von Ammoniumbisulfat
und Schwefelsäure der Elektrolyse und die gebildete schwefelsaure Ammoniumpersulfatlösung
der nachfolgenden Destillation so lange unterworfen wird, bis praktisch der gesamte
in der Ammoniumpersulfatlösung enthaltene- aktive Sauerstoff in Form von Wasserstoffsuperoxyd
ab-destilliert ist, so erhält man als Rückstand eine hochkonzentrierte, schwefelsaure
Bisulfatlösung, die mit Wasser verdünnt wieder von neuem der Elektrolyse zugeführt
wird.
-
Ein großer Nachteil dieser Arbeitsweise liegt darin, daß alle, insbesondere
bei der Elektrolyse in die Lösung hineingelangten, kafalytisch wirkenden Verunreinigungen,
:die beider Destillation mehr oder weniger große Ausbeuteverluste -verursachen,
dauernd *im Kreisprozeß mitgeschleppt werden müssen. Diese Verluste können
dadurch zurückgedrängt werden, daß ab! und zu oder dauernd dafür gesorgt wird, daß:
die Katalysatoren entfernt werden, also :die gesamte Lösung einer Reinigung unterworfen
wird. Eine solche Reinigung - ist schwierig; langwierig und teuer. Dazu kommt, daß
zur H@erbeiführung der Hydrolyse, besonders aber zur Abdestillat1an des Wasserstoffsuperoxydes,
eine ziemlich hole Schwefelsäurekonzentration notwendig ist, die jedoch für die
Elektrolyse sehr machteilig ist; weil dadurch die Bildung -von Caros'cher Säure
begünstigt und infolgedessen bekanntlich :ein Strömausb-euteverlust hervorgerufen
wird. In der Praxis suchte man bishdr dem dadurch .abzuhelfen, daß man. für- die
Konzentration
der Schwefelsäure einen mittleren Wert wählte: Das bedeutet aber, daß der Säuregehalt
für die Elektrolyse zu hoch und für die Destillation zu niedrig ist.
-
Alle diese Nachteile lassen sich aber vermeiden, wenn man die bei
der Destillation stark konzentrierte Lösung nach dem Verlassen der Destillationsapparatur
nicht, wie bisher, sofort mit Wasser verdünnt und der Elektrolyse wieder zuführt,
sondern wenn man statt dessen den im folgenden beschriebenen Weg gemäß der vorliegenden.
Erfindung einschlägt. Die warme, stark salzhaltige und praktisch von aktivem Sauerstoff
freie Lösung, welche nach der Destillation zurückbleibt, wird etwa bis auf Zimmertemperatur
abgekühlt, wobei sich ein -breiförmiges Gemisch von Ammoniumbisulfat und Schwefelsäure
bildet.
-
Dieses Gemisch wird in, eine Zentrifugalschleuder gepumpt, wo -der
größte Teil des gebildeten Bisulfats von der hochkonzentrierten Schwefelsäure abgetrennt
wird. ' Die vorhandenen Katalysatoren (Verunreinigungen) sind zum allergrößten Teil
in der abgescldeuderten Schwefelsäure ienthalten. Das in der Schleuder beffndliche
Salz kann dann mit Was:sex leicht herausgewaschen werden, wobei man eine nur wenig
freie Säure enthaltende Lösung bekommt, die für die Elektrolyse viel besser geeignet
ist als die bisher verwendete, stark schwefelsaure Lösung; denn infolge des geringen
Säuregehaltes und des hohen Gehaltes an Ammoniumionen erzielt man so, unter sonst
gleichen Bedingungen, bei der nachfolgenden Elektrolyse eine höhere Stromausbeute.
-
Nachdem die Bisulfat1ösung, wie üblich, durch Elektrolyse in Persulfatlösung
umgewandelt ist, wird - ihr vor dem Eintritt in die Destillationsapparatur die vorher
abgeschleuderte Schwefelsäure wieder zugesetzt, so daß. .dadurch der für die Destillation
günstigste Säuregrad eingestellt wird.
-
Haben sich im Laufe der Zeit in der Schwefelsäure die Katalysatoren
in unzulässiger Menge angereichert, so kann sie ohne weiteres in üblicher Weise
gereinigt--werden. Dabei ist aber der Vorteil vorhanden, daß, im Gegensatz zu den
bekannten 'Verfahren, nicht mehr der gesamte Elektrolyt, sondern nur mehr ein Bruchteil
seiner Menge zu reinigen ist. Will man für die Reinigung die gleichen Kosten aufwenden,
wie bisher; so können infolgedessen die Reinigungsprozesse häufiger vorgenommen,
somit die l'a.talysatoren öfter entfernt"und die Destillationsausbeuten auf .einer
höheren Stufe gehalten werden.
-
Es wurde bereits vorgeschlagen, die Destillation der Schwefelsäurepersulfatlösungen
vor vollständiger Abdestillation des aktiven Sauerstoffes in Form von Wasserstoffsuperoxyd
abzubrechen und das nach der Unterbrecheng der Destillation im Rückstand- enthaltene
Persulfat auszukristallisieren und von -*der Restflüssigkeit zu trennen. Das auskristallisierte
P.ersulfat wird sodann in geeigneter Form der Destillation wieder zugeführt, während
die von dem Kristallisat getrennte Lösung nach Ersatz der verbrauchten Stoffe; d.
h. nach Zugabe von Ammoniumbisulfat, erneut der Elektrolyse zugeführt wird.
-
Aus diesem vorgeschlagenen Verfahren .lassen sich keine Schlüsse auf
die vorliegende Erfindung ziehen, gemäß welcher das Kristal-Iisat Bisulfat also
ein anderer chemischer Stoff als das nach dem vorgeschlagenen Verfahren ist und
infolgedessen nicht der Diestf-Tation, sondern der Elektrolyse zugeführt wird.
-
Auch bei dem vorgeschlagenen Verfahren muß die von dem Kristallisat
(P:ersulfat) getrennte Restflüssigkeit, bestehend aus hochkonzentrierter Schwefelsäure
und Bisulfat, für die -nachfolgende Elektrolyse verdünnt werden, eine Maßnahme,
die zu beseitigen gerade der Zweck,der vorliegenden Erfindung ist.
-
Außerdem ist es bekannt, der aus der Elektrolyse kommenden Persulfat1ösungeinen
gewissen Teil zu entnehmen und das darin vorhandene Persulfat@ durch sehr starkes
Abkühlen zum größten Teil zu gewinnen. Die von den Kristallen befreite Lösung wird,
alsdann mit dem Destillationsrückstand vereinigt und wieder der Elektrolyse zugeführt.
-
Schließlich ist es auch nicht mehr neu, den nach der Destillation
verbleibenden. Rückstand vor dem Verlassen der Apparatur herunter zu kühlen.
-
Man hat bereits versucht, entweder schwach sauer zu elektrolysieren
oder stark sauer zu destillieren. .Im vorliegenden Fall aber handelt es sich !darum,
beide Vorgänge in dem gleichen kontinuierlichen Kreisverfahren durchzuführen.
-
Außerdem besteht ein großer Vorteil des neuen Verfahrens darin, daß
es möglich ist; die Entfernung von Katalysatoren bereits. dadurch zu erreichen,
daß nur relativ kleine Flüssigkeitsmengen gereinigt werden müssen: Bei allen anderen
Verfahren ist man gezwungen, den gesamten umlaufenden Elektrolyten, also eine große
Menge Flüssigkeit zu reinigen.