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Verfahren zur Gewinnung wäßriger Wasserstoffperoxydlösungen Es ist
bekannt, H2 02 durch Hydrolyse und Destillation von elektrolytisch hergestellter
Perschwefelsäure oder deren Salzen herzustellen. Infolge der leichten Zersetzung
unter Sauerstoffabspaltung der genannten Verbindungen in der Wärme wird diese Destillation
im Vakuum in der Weise ausgeführt, daß die Erhitzungszeit der Lösung möglichst kurz
ist. Man arbeitet daher meist mit Dünnschicht- oder Kletterverdampfern. Es ist weiter
bekannt, daß die Abspaltung des H202 aus den sauren Lösungen erst dann beginnt,
wenn d_e Lösung eine bestimmte Minimalkonzentration an Säure erreicht hat. Bei der
Destillation der verdünnten Elektrolytlösungen wird deshalb zunächst reiner Wasserdampf
abgegeben, und die Abgabe des H202 in die Dampfphase erfolgt erst dann, wenn eine
gewisse Konzentrierung eingetreten ist. Überschreitet jedoch die Säurekonzentration
einen gewissen Maximalbetrag, so kommt die weitere Abspaltung von H2 02 wieder zum
Stehen, da die für die Hydrolyse der Perschwefelsäure notwendige Wassermenge fehlt.
Aus diesem Grunde ist es nicht möglich, durch einen einfachen Destillationsprozeß
das gesamte H.O2, das in dem Elektrolyt in Form von Persulfat vorliegt, zu gewinnen.
Vielmehr bleibt stets "ein Rest, der Qntweder verlorengegeben oder durch eine Nachbehandlung
wenigstens teilweise gewonnen werden muß. Dies kann so geschehen, daß der Rückstand
mitWasser verdünnt und einer zweitenDestillation unterworfen wird. Die dabei erhaltenen
Dämpfe können entweder getrennt aufgearbeitet oder dem Hauptdestillat beigemischt
und mit diesem gemeinsam verarbeitet werden.
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Bei allen auf diesem Gedankengang beruhenden Verfahren ist die Notwendigkeit,
zusätzlich
Wasser zuzugeben, nachteilig, weil hierdurch die an sich
schon ziemlich H202-armen Dämpfe der Destillation zusätzlich weiter verdünnt werden.
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Das erfindungsgemäßeVerfahren vermeidet diese Nachteile dadurch, daß
es die im ersten Teil der Destillation entstehenden H202 freien Wasserdämpfe für
die Nachbehandlung des Destillationsrückstandes selbst einsetzt und so die Zugabe
von zusätzlichem Wasser vermeidet. Das erfindungsgemäße Verfahren bedient sich dabei
eines im Patent 919710 enthaltenen Gedankens, nach dem man in einem Rieselverdampfer
durch passende Einstellung des Druckmaximums nach oben hin reinen Wasserdampf absaugen
kann.
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*Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird eine Apparatur verwendet,
die in Zeichnung schematisch wiedergegeben ist.
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In Fig. i sind A und C Rohre aus einem geeigneten Werkstoff, z. B.
Glas, Porzellan, Quarz, Blei, Tantal, Graphit od. dgl., die von außen, beispielsweise
durch Dampfmäntel, auf iio bis i50° geheizt werden. Bei B tritt die zu destillierende
saure Persulfatlösung ein, die als Film an der heißen Wandung von A herunterrinnt.
Dabei verdampft aus der Flüssigkeit im oberen Teil des Rohres lediglich reines Wasser,
dessen Dampf nach oben durch R1 abgesaugt wird. Durch Anbringen eines den Querschnitt
von A verringernden Staukörpers T
oder durch passende Einstellung des
Hahnes G wird das Druckmaximum in A so eingestellt, daß nach oben nur reiner Wasserdampf
abgesaugt wird und die Abgabe von H202 in den Dampfraum erst unterhalb des Druckmaximums
erfolgt, so daß die H202 haltigen Dämpfe nach dem Separator L und von da durch M
zur Destillationskolonne strömen. Die Rückstandslösung läuft nach unten in das zweite,
gleichfalls geheizte Rohr C ab, an dessen Wandungen es als Film herunterrinnt. Der
über Ri, G und R2 ihm entgegenströmende Wasserdampf befreit die Lösung praktisch
vollständig vom letzten darin enthaltenen H202, so daß bei N dann eine praktisch
H2 02-freie Lösung abläuft, die wieder nach passender Verdünnung in die Elektrolyse
zurückgegeben werden kann.
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Versuche haben ergeben, daß zu einem praktisch vollkommenen Ausdestillieren
der Lösung nur ein Teil des durch R1 abgesaugten Wasserdampfes notwendig ist. Man
kann daher bei D einen Teilstrom abzweigen. Durch diese Maßnahme ist es möglich,
höher konzentrierte H20.-Dämpfe bei M abzunehmen.
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An Stelle dieser Nachbe$andlung im- Rohr C im Gegenstrom mit Wasserdampf
kann die Nachbehandlung auch im Gleichstrom erfolgen. Man kann sich hierfür der
in der Fig. 2 wiedergegebenen Vorrichtung bedienen. Der aus dem Rohr A nach unten
ablaufende Destillationsrückstand wird in dem Separator L von den Dämpfen getrennt.
Die Flüssigkeit läuft unter einer Glocke in das zweite Rohr C ein und wird hier
im Gleichstrom mit dem durch das Rohr Ri, G und R2 einströmenden Wasserdampf während
des Herunterrinnens durch C vom letzten H202 befreit. Im SeparatorP werden Dämpfe
und ausdestillierter Rückstand getrennt. Der ausdestillierte Rückstand wird durch
N abgenommen und nach Verdünnung wieder der Elektrolyse zugeleitet. Die bei M1 abströmenden,
H202 haltigen Dämpfe können entweder gemeinsam mit den bei M gewonnenen verarbeitet
oder auch getrennt gewonnen werden.. Alternativ ist außerdem auch noch möglich,
das Vordestillat nicht über R1 nach oben abzusaugen, sondern kurz oberhalb des Druckmaximums
durch ein Rohr S, S1 abzunehmen. Auch bei dieser Vorrichtung kann ein Teilstrom
des Wasserdampfes bei D zu beliebiger Verwendung abgenommen werden.
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Beispiel In einer wie zuvor beschriebenen Vorrichtung nach Fig. i,
die aus einem Destillationsrohr A aus Porzellan von 40 mm Weite und 3 m Länge und
einem gleichen Rohr C von etwa der halben Länge bestand, wurde eine schwefelsaure
Persulfatlösung mit - 35 g H2 O2/1 bei einem Druck von q.o Torr destilliert. Der
Durchsatz betrug 2o 1/Std. Man erhielt ein Destillat, das ohne Restifikation 5 0/a
H2 02 enthielt bei einer Destillationsausbeute von 96 %. Der Destillationsrückstand
enthielt etwa 0,i0/0 H2 02.