FI65608C - Foerfarande foer framstaellning av vaeteperoxid - Google Patents

Description

t E3?7l M m.KUULUTUSJULICAISU ,γ/λλ l»J (11) utlAcgningsskrift OOOUo

Patent neddelat ^ T ^ (51) Kv.Hu/int.a.3 C 01 B 15/023 SUOMI—FINLAND (21) *****—ρ*«ιι··βι·** 78255** (22) HikemUpll*· — An*Sknlnj»d»f 21.08.78 (23) Alkuptlvt—GUtlghuttSag 21 .08.78 (41) Tullut (ulkMnl — Bllvtt offuntHg 27.02.79 Ρ»«ΜΙ.)· rekisterihallitus (44) NtaMUp».. j. kuuLluik^m p*.- 29 02 8i,

Patent· och registerstyrelsen ' ; ΑμΜο» «ΙφΙ oeh utUkrNUn puMcarad *3.uz.o*t (32)(33)(31) Pjr)rf***r atuoikum Baglrd pHorkst 26.08.77

Ruotsi-Sverige(SE) 7709607-1 (71) Elektrokemiska Aktiebolaget, S-445 01 Surte 1, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Bengt Gustaf Franzen, Torslanda, Ruotsi-Sverige(SE) (7**) Forssan 6 Salomaa Oy (5**) Vetyperoksidin valmistusmenetelmä - Förfarande för framstälIning av väteperoxid Tämän keksinnön kohteena on vetyperoksidin valmistusmenetelmä, jossa liuotti-meen liuotetut antrakinonit ja tetrahydroantrakinonit hydrataan, saadut hyd-raustuotteet hapetetaan, ja hapetuksessa muodostunut vetyperoksidi uutetaan vedellä.

Tunnetun antrakinonimenetelmän mukaan vetyperoksidia valmistettaessa hydrataan orgaaniseen liuottlmeen liuotettu alkyyliantrakinoni ja/tai tetrahydro-antrakinoni ja tetrahydroaklyyliantrakinoni vastaavien antrahydrokinonien katalysaattorin läsnäollessa. Katalysaattorin tultua poistetuksi hapetetaan antrahydrokinonlt ilmalla tai happikaasulla, jolloin vetyperoksidia saadaan samanaikaisesti kuin alkuperäiset antrakinonit muodostuvat uudelleen. Vetyperoksidi uutetaan vedellä, jonka jälkeen ns. työliuos palautetaan hydraus-vaiheeseen. Työliuos sisältää tavallisesti ainakin kahta liuotintyyppiä, joilla on erilaiset ominaisuudet. Toisen liuotintyypin on voitava liuottaa suuri antraklnonlpitoisuus. Tämä kyky liuottaa vastaava suuri antrahydro-kinonipitoisuus sitävastoin el useimmiten riitä. Benseenijohdannainen, jonka molekyylissä on 8-10 hiiliatomia, on osoittautunut olevan sopiva liuotin antrakinoneja ja tetrahydroantrakinoneja varten. Jotta antrahydrokinonien saostuminen ei tapahtuisi hydrausvaiheessa, käytetään lisäksi toista liuotin-tyyppiä, orgaanista nestettä, joka verraten helposti liuottaa antrahydrokino-neja ja tetrahydroantrakinoneja. Korkeammat alifaattiset, sekundääriset alko- 2 65608 hollt ovat osoittautuneet olevan riittävän hyviä liuottimia tähän tarkoitukseen. Esimerkkejä tällaisista sekundäärisistä alkoholeista ovat alkoholit, joissa on 7-9 hiiliatomia, kuten 4-heptanoli, 2-oktanoli, 2,6-dimetyyli-4-heptanoli,

Työliuokselle ja liuottimille asetetaan useita vaatimuksia, joista useita on esitetty esim. ruotsalaisessa patenttijulkaisussa 340 442. Tässä patenttijulkaisussa ei kuitenkaan mainita, että vetyperoksidin jakautumiskertoimella työliuokseen ja vesivalheeseen nähden on oltava työliuoksen tuottavuuteen ja menetelmän varmuuteen nähden sopiva suuruus. Jakautumiskertoimella tarkoitetaan suhdetta painon grammaa vetyperoksidia vesivaiheen litraa kohti ja orgaanisen nestevalheen vastaavan väkevyyden välillä tasapainossa. Työ-liuoksen tuottavuudella tarkoitetaan vetyperoksidipitoisuutta ilmaistuna grammoissa litraa kohti, jonka työliuos käytännössä korkeintaan voi sisältää hapetuksen jälkeen. Tämä pitoisuus riippuu työliuoksen kokonaiskoostumukses-ta, kuten on esitetty esim. länsisaksalalsessa kuulutusjulkaisussa 1 112 051.

Suuri jakautumiskerroin työliuoksessa on edullinen uutettaessa. Se mahdollistaa sen, että vesiuute voi saada suuren vetyperoksidipltolsuuden. Liian suuri jakautumiskerroin annetun työliuoksen vetyperoksidipltolsuuden yhteydessä voi kuitenkin olla uskallettua, jos pienehkö määrä vesivaihetta syntyy työliuoksessa ennen uuttamista. Tällainen vesivaihe voi esimerkiksi muodostua vetyperoksidin hajotessa veteen ja happeen. Jakautumiskerroin kerrottuna määrällä grammaa vetyperoksidia työliuoksen litraa kohti ei saa huomattavasti ylittää 600. Tämä tarkoittaa sitä, että suurin mahdollinen vetyperoksldipitoisuus vesivaiheessa ei saa olla suurempi kuin noin 600 grammaa litraa kohti. Muussa tapauksessa on olemassa räjähtävän reaktion vaara vesivaiheen ja orgaanisen vaiheen välillä.

Benseenijohdannaleten, jolta voidaan käyttää antrakinonin liuottimina jakautumiskerroin nousee arvoon 2000-3000. Alifeettisten sekundääristen alkoholien, jolta käytetään antrahydrokinonlen liuottimina, on kuitenkin huomattavasti pienempi. 2-oktanolln jakautumiskerroin on esimerkiksi 11.

Jotta antrakinoniväkevyys hapetetussa työliuoksessa olisi suuri, on tavallisesti noin 50 tilavuusprosenttia liuotinslsällöstä oltava aromaattisia hiilivetyjä. Jos loput on 2-oktanolla, tulee seoksen jakautumlskertoimeksi noin 30.

3 65608 Tällaisessa työliuoksessa, jonka jakautumiskerroln on 30 on esimerkiksi koostumus muuten sellainen, että vetyperoksidipitoisuus hapetuksen jälkeen ei voi olla suurempi kuin 14 grammaa litraa kohti. Suurimmaksi mahdolliseksi vetyperoksidiväkevyydeksi vesiuutteessa tulee silloin 420 grammaa litraa kohti, joka on epätyydyttävä. Jos liuotin 2-oktanoli kokonaan korvataan 2,6-dimetyyli-4-heptanolilla tulee jakautumiskertoimeksl noin 50. Vetyperok-sldipitoisuudeksl vesivalheessa voi silloin tulla 700 grammaa litraa kohti, joka voi olla uskallettu.

Tämä keksintö tarkoittaa vetyperoksidin valmistusmenetelmää, jossa liuotti-meen liuotetut antrakinonit ja tetrahydroantraklnonit hydrataan, saadut hydraustuotteet hapetetaan, ja hapetuksessa muodostunut vetyperoksidi uutetaan vedellä. Keksinnön mukainen menetelmä tunnetaan siltä, että ainakin kahta korkeampaa, sekundääristä, alifaattista alkoholia käytetään hydrauk-sessa muodostuneiden hydrokinonien liuottimina. Esimerkkejä sekundäärisistä, alifaattislsta alkoholeista, joita voidaan keksinnön mukaan käyttää, ovat alkoholit, joissa on 7-9 hiiliatomia. Erikoisesti voidaan mainita 2-oktanoli ja 2,6-dimetyyli-4-heptanoli. Muuttamalla tällaisten alkoholien, joilla on erilainen jakautumiskerroln, keskinäistä tilavuussuhdetta, voidaan työliuok-sen jakautumiskerroln hapetetussa työliuoksessa olevaan vetyperoksidlpitoi-suuteen nähden säätää sopivaan suuruuteen, ilman että pääasiallisesti antra-kinonla- ja tetrahydroantraklnonla liuottavien liuottimien osuutta tarvitsee muuttaa.

Suuri jakautumiskerroln on edullinen uuttamiseen nähden. Sitä voidaan käyttää joko materiaalin tai energian säästämiseksi menetelmässä tai suuren vetyperok-eidlpitoisuuden saamiseksi vesiuutteessa. Viimeksi mainittu merkitsee myöskin materiaalin säästöä varastointitiloissa ja energian säästöä kuljetuksissa sekä mahdollisissa seuraavissa väkevöimisissä. Kuten aikaisemmin on mainittu, voi kuitenkin lilan suureen jakautumiskertoimeen sisältyä vaaroja. Teollisissa menetelmissä voi jakautumiskerroln vaihdella esim. 30 ja 70 välillä, ja sopiva arvo voi esim. olla 45. Keksinnön mukainen työlluos voi tämän jakautumisker-toimen saamiseksi sisältää esim.

46-54 % aromaattista hiilivetyä 15-32 % ensimmäistä liuotinta, jonka muodostaa sekundäärinen alkoholi 39-14 % toista liuotinta, jonka muodostaa toinen sekundäärinen alkoholi 4 65608

Antrakinonimenetelmässä käytetyille lluottlmllle asetetaan useita vaatimuksia, joista sopivan jakautumiskertoimen vaatimus on tärkeä mutta ei yksin ratkaiseva. Hydrattaessa ja hapetettaessa antrakinonit muodostavat verraten helposti sivutuotteita. Läsnäolevista tetrahydrokinoneista muodostuu epoksi-deja, jotka ovat täysin tehottomia reaktion ylläpitäjiksi vetyperoksidimene-telmässä. Tunnetaan tosin menetelmiä tehollisten tetrahydrokinonien jälleen-muodostamiseksi epokeideista, mutta tällaisiin menetelmiin liittyy apuaineiden ja energian suurempi kulutus.

Työliuoksen keksinnön mukainen liuotinosa voi esimerkiksi sisältää 52 % aromaattisia hiilivetyjä 30 % 2-oktanolia 18 % 2,6-dimetyyli-4-heptanolia

Sen jakautumlskerroln on 45. Jos hapetettu työlluos sisältää 12 grammaa vetyperoksidia litraa kohti, voi vesiuute sisältää vetyperoksidia korkeintaan 540 g litraa kohti, joka on varmuuteen nähden hyväksyttävä arvo ja edullinen materiaalin- ja energiankäyttöön nähden.

Noin 105 g tetrahydroklnoneja ja liuottimina aromaattisia hiilivetyjä, 2-oktanolia Ja 2,6-dimetyyli-4-heptanolia tilavuussuhteissa 5:2:3 sisältävää työliuosta käytetiin 2100 tunnin aikana jatkuvassa vetyperoksidin valmistusmenetelmässä. Katalysaattorina hydrattaessa käytettiin hienojakoista raney-nikkeliä. Mainittuna aikana hydrattiin, hapetettiin ja uutettiin työliuoksen kaikki osat noin 600 g. Koko koeaikana el tapahtunut mitään erikoista epoksi-dien kehittymistä eikä myöskään erottunut muulla tavalla sellaisia epäedullisia hapettumlstuotteita työlluoksesta. Käyttöajan lopussa todettiin, että työlluos sisälsi 2 g epoksideja litraa kohti, joka on yllättävän pieni pitoisuus. Saksalaisessa kuulutusjulkaisussa 1 273 499 mainitaan arvoon 17-50 grammaa litraa kohti nousevat epoksidipltolsuudet.

Claims (3)

65608 5

1. Förfarande för framställning av väteperoxid enligt antrakinonprocessen, varvid som huvudsakligt lösningsmedel för antraklnonerna användes bensenkol-väten, kännetecknat av att som lösningsmedel för vid hydrerlngen bildade hydreringsprodukter ingär dessutom i arbetslösningen minst tvä högre, sekundära, allfatiska alkoholer och av att samtllga 1 arbetslösningen lngiende lösningsmedel proportioneras sl, att arbetslösningens fördelningskoefficlent blir högre än 30 och lägre än 50.

1. Menetelmä vetyperoksidin valmistamiseksi antrakinonlmenetelmän mukaan» jossa antrakinonien pääasiallisena liuottimena käytetään benseenihiilivetyjä» tunnettu siitä, että hydrauksessa muodostuneiden hydraustuotteiden liuottimina lisäksi sisältyy työliuokseen ainakin kaksi sekundääristä, ali-faattista alkoholia, ja että kaikki työliuokseen sisältyvät liuottimet saatetaan sellaisiin suhteisiin, että työliuoksen jakautumiskerroin tulee suuremmaksi kuin 30 ja pienemmäksi kuin 50.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat därav, att alkoholerna utgöres av alkoholer med 7-9 kolatomer.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkoholit ovat alkoholeja, joissa on 7-9 hiiliatomia.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hydrauksessa muodostuneiden hydraustuotteiden liuottimena käytetään 2-okta-nolin ja 2,6-dimetyyli-4-heptanolin seosta.

3. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat därav, att som lösningsmedel för vid hydrerlngen bildade hydreringsprodukter användes en blandning av 2-oktanol och 2,6-dimetyl-4-heptanol.