FI97465C - Menetelmä vetyperoksidin valmistamiseksi - Google Patents
Menetelmä vetyperoksidin valmistamiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI97465C FI97465C FI950582A FI950582A FI97465C FI 97465 C FI97465 C FI 97465C FI 950582 A FI950582 A FI 950582A FI 950582 A FI950582 A FI 950582A FI 97465 C FI97465 C FI 97465C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- hydrogen peroxide
- aqueous
- solution
- phase
- tubular reactor
- Prior art date
Links
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 121
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 38
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 40
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 35
- 239000012224 working solution Substances 0.000 claims description 34
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 28
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 27
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 23
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 22
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 19
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 12
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 claims description 10
- PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N anthraquinone Natural products CCC(=O)c1c(O)c2C(=O)C3C(C=CC=C3O)C(=O)c2cc1CC(=O)OC PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 claims description 8
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 claims description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- PCFMUWBCZZUMRX-UHFFFAOYSA-N 9,10-Dihydroxyanthracene Chemical compound C1=CC=C2C(O)=C(C=CC=C3)C3=C(O)C2=C1 PCFMUWBCZZUMRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- -1 alkyl anthraquinone Chemical class 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 235000020030 perry Nutrition 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B15/00—Peroxides; Peroxyhydrates; Peroxyacids or salts thereof; Superoxides; Ozonides
- C01B15/01—Hydrogen peroxide
- C01B15/022—Preparation from organic compounds
- C01B15/023—Preparation from organic compounds by the alkyl-anthraquinone process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/2415—Tubular reactors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/2415—Tubular reactors
- B01J19/242—Tubular reactors in series
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
97465
MENETELMÄ VETYPEROKSIDIN VALMISTAMISEKSI
Tämä keksintö kohdistuu vetyperoksidin valmistukseen antrakinonimenetelmällä.
5
Perinteinen antrakinoniprosessi perustuu antrakinonijohdannaisten, tavallisesti al-kyyliantrakinonin, vuorottaiseen hydraukseen ja hapetukseen. Alkyyliantrakinonit esiintyvät prosessissa liuotettuina useiden orgaanisten aineiden muodostamaan liu-ottimeen. Tämä liuos, jota kutsutaan työliuokseksi, kiertää jatkuvasti prosessin tär-10 keimpien vaiheiden läpi. Hydrausvaiheessa alkyyliantrakinonit hydrataan katalyytti-sesti alkyyliantrahydrokinoneiksi.
Seuraavassa vaiheessa, hapetuksessa, alkyyliantrahydrokinonit reagoivat hapen kanssa, jolloin ne palautuvat alkuperäiseen muotoonsa eli alkyyliantrakinoneiksi. Samalla 15 syntyy vetyperoksidia. Hapetusta seuraa uutto, jossa työliuoksessa liuenneena oleva vetyperoksidi uutetaan vedellä siitä erilleen. Näin saadaan vetyperoksidin vesiliuosta. Uutettu työliuos kuivataan liiasta vedestä ja johdetaan jälleen kiertoprosessin alkuun, hydraukseen. Vetyperoksidin vesiliuos puhdistetaan ja väkevöidään.
20 Patenttihakemuksessa FI-894502 on esitetty hapetusreaktori, jossa hapen ja antra-hydrokinonin seos saatetaan virtaamaan myötävirtaan putkireaktorin läpi. Reaktori koostuu pysty- tai vaakasuorasta putkesta, joka sisältää yhdestä tai useasta osasta koostuvan staattisen sekoittunen. US-patentissa 3 880 596 on esitetty hapetus suoritettavaksi useasta osasta koostuvassa kolonnissa, jossa ilma tai muu happipitoinen 25 kaasu virtaa koko kolonnin läpi alhaalta ylös. Työliuos virtaa samansuuntaisesti, : .·. mutta ensin ylimmän kolonnin osan läpi, sen jälkeen seuraavaksi ylimmän jne., vii- .·; · meiseksi alimman kolonnin osan läpi. Näin ollen kolonnin osat toimivat myötävir-• · taan mutta koko kolonni tavallaan vastavirtaan.
• I
• · · • · I · , . .30 Eräs tunnetun tekniikan mukainen uuttolaite, seulapohjakolonni (BASF), on kuvattu .·*·. mm. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5. painos, Voi. A13, sivut 455-456.
Kaikissa aikaisemmin tunnetuissa antrakinoniprosesseissa hapetusreaktio ja uutto 35 tapahtuvat eri vaiheissa ja siis myös eri laitteissa. Hapetusreaktio, jossa antrahydro-kinonijohdannaiset reagoivat hapen kanssa synnyttäen vetyperoksidia ja antrakinoni-johdannaisia, tapahtuu hapetusreaktorissa. Tästä reaktorista orgaaninen työliuos, joka sisältää liuenneena vetyperoksidia, johdetaan toiseen laitteeseen, jossa vetyperok- 2 97465 sidi poistetaan uuttamalla vedellä. Hapetusreaktorissa esiintyy kaksi faasia, orgaaninen työliuos ja happipitoinen kaasufaasi. Uuttolaitteessa taas esiintyy kaksi neste-faasia, orgaaninen liuos sekä vesifaasi. Hapetusreaktorissa tapahtuu kaksi prosessin kannalta keskeistä ilmiötä, nimittäin hapen liukeneminen orgaaniseen työliuokseen 5 ja hapetusreaktio työliuoksessa. Uuttolaitteessa tapahtuva keskeinen ilmiö on vetyperoksidin siirtyminen työliuoksesta vesifaasiin.
Tunnetun tekniikan mukaiselle vetyperoksidiprosessille on tunnusomaista se, että prosessi on monivaiheinen. Jokainen vaihe vaatii omat päälaitteensa prosessissa.
10 Uuttokolonnit ovat varsin kookkaita, seulapohjakolonnin tyypillinen halkaisija on 2-3 m ja kokonaiskorkeus 10-20 m. Hapetusreaktori on yleensä vieläkin suurempi silloin kun on kyseessä kolonnityyppinen reaktori, kuten edellä mainitussa US-paten-tissa. Vetyperoksidia valmistavan tehtaan rakentaminen tai toimivan tehtaan laajentaminen vaatii siten suuria investointeja. Alalla esiintyy tarvetta prosessin yksinker-15 taistamiseen siten, että investointikustannukset saataisiin alemmiksi.
Keksinnön tavoitteena on yksinkertaistaa nykyistä vetyperoksidin valmistukseen käytettävää menetelmää, jolloin tehtaan rakentamisen investointikustannukset saadaan alemmiksi. Toisena keskeisenä tavoitteena on aikaansaada menetelmä, jonka 20 avulla toimivan tehtaan kapasiteettia voidaan lisätä edullisella tavalla. Lisätavoitteena on prosessi, joka mahdollistaa vetyperoksidipitoisuudeltaan eri väkevyisten vetyperoksidin vesiliuosten valmistuksen. Vielä eräänä lisätavoitteena on nykyisen prosessin turvallisuuden lisääminen. Nämä tavoitteet voidaan aikaansaada esillä olevalla keksinnöllä, jonka pääasialliset tunnusomaiset piirteet ilmenevät oheisista patent- 25 tivaatimuksista.
• · • · · • · · .·· Tämä keksintö koskee näin ollen ensisijaisesti menetelmää vetyperoksidin valmista-• · · miseksi antrakinonimenetelmällä käsittäen hydratun orgaanisen työliuoksen hapetta-: misen vetyperoksidin muodostamiseksi ja vetyperoksidin uuttamisen vesifaasiin sekä < t 30 vetyperoksidin vesiliuoksen talteenottamisen, jolle menetelmälle on tunnusomaista, . · · ·. että hapetus ja uutto suoritetaan samassa tilassa johtamalla samaan reaktoriin hyd- rattua orgaanista työliuosta, happipitoista kaasua ja vesipitoista uuttoainetta kolmen faasin, eli orgaanisen faasin, kaasufaasin ja vesifaasin, seoksen muodostamiseksi, jolloin aikaansaadaan hapen liukeneminen työliuokseen ja hapetusreaktio työliuok-35 sessa sekä vetyperoksidin siirtyminen vesifaasiin, minkä jälkeen reaktorista poistuvalle tuotteelle suoritetaan faasinerotus vetyperoksidin vesiliuoksen talteenottami-seksi.
li 3 97465 Tässä keksinnössä vetyperoksidin valmistusprosessia on yksinkertaistettu siten, että hapetus ja uutto tapahtuvat samassa vaiheessa ja samassa laitteessa. Työliuos, hap-pipitoinen kaasu sekä vesifaasi esiintyvät kolmen faasin seoksena tässä laitteessa. Kaikki kolme keskeistä ilmiötä, hapen liukeneminen työliuokseen, hapetusreaktio 5 liuoksessa sekä vetyperoksidin siirtyminen vesifaasiin tapahtuvat niinikään tässä samassa laitteessa.
Yllättävää on se, että hapetus ja uutto eivät haittaa toisiaan ja voidaan suorittaa samassa tilassa. Suoritetuissa kokeissa havaittiin yllättäen, että vesifaasin läsnäolo re-10 aktorissa vähentää hapetuksen konversiota ainoastaan siinä määrin kuin reaktiotila-vuus vesifaasin takia pienenee. Lisäksi vaikutti siltä, että hapetuskaasun läsnäolo reaktorissa jopa tehosti vetyperoksidin siirtymistä vesifaasiin. Tämä voidaan mahdollisesti selittää kaasun aikaansaaman sekoitusilmiön perusteella.
15 Keksinnöstä on seurauksena, että prosessin päälaitteiden määrä vähenee ja siten investointikustannukset pienenevät. Myös liuoksessa kiertävän työliuoksen määrä vähenee, mikä osaltaan vaikuttaa investointikustannuksiin sekä pienentää palokuormaa.
Reaktori, jossa hapetus ja uutto toteutetaan yhtaikaisesti, voi olla esimerkiksi putki-20 reaktori, jossa kaikki kolme faasia viilaavat samansuuntaisesti. Putkireaktori voi sisältää staattisia sekoittimia, joilla saadaan aikaan riittävä sekoitus ja dispergointi. Staattisilla sekoittimilla tarkoitetaan esim. laitteita, joita on kuvattu teoksessa Perry’s Chemical Engineers' Handbook, 6. painos, sivut 19-22 ja 19-23. Dispergointia tarvitaan, jotta faasien väliset rajapinta-alat saadaan tarpeeksi suureksi. Rajapinnan suu-25 ruus vaikuttaa nimittäin nopeuteen, jolla hapen liukeneminen sekä vetyperoksidin ”·.* siirtyminen nesteestä toiseen tapahtuvat.
• · ·
Edellä olevassa kappaleessa kuvattu ratkaisu, jossa faasit viilaavat samansuuntai-sesti putkessa, ei ole uuton kannalta välttämättä edullinen. Vetyperoksidin uuttovai-
• · I
· 30 heen on täytettävä kaksi tavoitetta: lähes kaikki vetyperoksidi on saatava uutetuksi : !·. pois orgaanisesta työliuoksesta ja toisaalta uute eli vesifaasi on saatava mahdolli- • t · simman suureksi vetyperoksidipitoisuudeltaan. Vastavirtaan toimiva uuttolaite ky- • « kenee suoriutumaan tällaisesta tehtävästä huomattavasti paremmin kuin ehdotettu myötävirtalaite. Myötävirtalaitteen haittoja voidaan tässä mielessä vähentää raken-35 tamalla laite siten, että putkireaktori koostuu useista osista, joiden välillä faasit erotetaan toisistaan. Vaikka yksittäisissä reaktorin osissa faasit kulkevat samansuuntaisesti, toimii laite kokonaisuudessaan nestefaasien suhteen vastavirtaan.
4 97465
Niinpä keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan hapetus ja uutto suoritetaan putkireaktorissa, joka koostuu useista osista, joiden välillä faasit erotetaan toisistaan, jolloin mainittujen osien välillä erotettu orgaaninen faasi kulloinkin johdetaan jäljempänä olevaan osaan. Tällöin putkireaktorin jokaiseen osaan johdetaan 5 happipitoista kaasua ja vesipitoista uuttoainetta ja/tai jäljempänä olevan osan jälkeisestä faasinerotuksesta saatavaa vetyperoksidin vesiliuosta, jolloin yksi tai useampi faasinerotuksesta saatava vetyperoksidin vesiliuos otetaan talteen.
Erään ratkaisun mukaisesti putkireaktorin viimeiseen osaan johdetaan vesipitoista 10 uuttoainetta ja muihin putkireaktorin osiin johdetaan kulloinkin jäljempänä olevan osan jälkeisestä faasinerotuksesta saatavaa vetyperoksidin vesiliuosta, jolloin vetyperoksidin vesiliuos saadaan talteen putkireaktorin ensimmäisen ja toisen osan välisestä faasinerotuksesta.
15 Erään toisen ratkaisun mukaisesti putkireaktorin viimeiseen osaan ja ainakin yhteen toiseen osaan johdetaan vesipitoista uuttoainetta ja muihin putkireaktorin osiin johdetaan kulloinkin jäljempänä olevan osan jälkeisestä faasinerotuksesta saatavaa vetyperoksidin vesiliuosta, jolloin prosessista voidaan ottaa talteen vetyperoksidipi-toisuudeltaan eri väkevyisiä vesiliuoksia.
20
Edellä mainittuna happipitoisena kaasuna käytetään edullisesti happea, mutta myös muita happipitoisia kaasuja, kuten rikastetetua ilmaa, voidaan käyttää.
Edellä mainittuna vesipitoisena uuttoaineena käytetään edullisesti vettä.
25 : Keksinnön mukaisella menetelmällä on mahdollista aikaansaada tilanne, jossa hape- .· J · tusreaktio saadaan tapahtumaan täydellisemmin kuin tavanomaisissa hapetusreak-• « toreissa. Antrahydrokinonin hapetusreaktio voidaan esittää seuraavalla reaktioyhtä-\* ·; löllä • t, 30 AQH + O2 <—> AQ + H2O2 jossa AQH on antrahydrokinoni ja AQ on antrakinoni. On tunnettua, että reaktio menee hyvin vaikeasti loppuun asti. Osa antrahydrokinonista jää hapettumatta. Joissain olosuhteissa konversio saattaa jäädä huomattavan vajaaksi, esimerkiksi silloin, 35 kun hapen pitoisuus kaasussa on pieni. Keksinnön mukaisessa menetelmässä vetyperoksidia otetaan pois uuttamalla, jolloin vetyperoksidia poistetaan siitä faasista, jossa reaktio tapahtuu. Tällöin, mikäli reaktiolla on tasapaino, tasapaino siirtyy yo. reaktioyhtälössä oikealle ja reaktio menee paremmin loppuun. Näin ollen keksinnön 11 5 97465 mukaisella menetelmällä mahdollisesti saadaan tasapainoa siirrettyä siten, että hape-tusreaktio menee loppuun.
Keksintö koskee myös edellä esitetyn keksinnön mukaisen menetelmän käyttöä rin-5 nakkain sellaisen konventionaalisen vetyperoksidin valmistusmenetelmän kanssa, joka käsittää erillisen hapetusvaiheen ja erillisen uuttovaiheen, jolloin osa hydratusta orgaanisesta työliuoksesta käsitellään mainitun konventionaalisen menetelmän mukaisesti ja osa keksinnön mukaisen menetelmän mukaisesti, jonka viimeksi mainitun menetelmän tuottama vetyperoksidin vesiliuos johdetaan mainitun konventionaali-10 sen menetelmän uuttovaiheen sopivaan kohtaan. Tällä ratkaisulla on mahdollista yksinkertaisella tavalla nostaa käytössä olevan vetyperoksidiprosessin kapasiteettia.
Seuraavassa keksintöä selostetaan lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 15 kuva 1 esittää kaavallisesti keksinnönmukaisen menetelmän käyttöä vetyperoksidin valmistamiseksi, kuva 2 esittää kaavallisesti keksinnön mukaisen menetelmän käyttöä vetyperok-sidipitoisuudeltaan eri väkevyisten vetyperoksidiliuosten valmistamiseksi ja 20 kuva 3 esittää kaavallisesti keksinnön mukaisen menetelmän käyttöä perinteisen vetyperoksidiprosessin kapasiteetin lisäämiseksi.
Kuvassa 1 on esitetty reaktori, joka muodostuu kolmesta peräkkäisestä osasta. Osia voi olla yhtä hyvin jokin muukin määrä. Kukin osa muodostuu putkireaktorista ja 25 faasinerottimesta. Siten kuvan 1 reaktori muodostuu ensimmäisestä, toisesta ja kol-: mannesta putkireaktorista ja vastaavista faasinerottimista. Putkireaktoreita on mer- .· · kitty viitenumeroilla 1, 3 ja 5 ja faasinerottimia vastaavasti 2, 4 ja 6. Kolme faasia viilaavat seuraavasti.
• « . 30 Orgaaninen faasi eli työliuos on esitetty yhtenäisellä viivalla. Hydrattu orgaaninen .···. työliuos johdetaan ensimmäisen putkireaktorin 1 läpi (kuvassa 1 vasemmalta oikeal-; le) ensimmäiselle faasinerottimelle 2, sen jälkeen toisen putkireaktorin 3 ja toisen faasinerottimen 4 läpi ja lopuksi kolmannen putkireaktorin 5 ja faasinerottimen 6 läpi. Vetyperoksidin suhteen laimea hapetettu työliuos saadaan siten kolmannesta 35 faasinerottimesta 6.
Vesifaasia on kuvattu pisteviivalla. Puhdas vesi syötetään viimeisenä olevan so. kolmannen putkireaktorin 5 ja vastaavan faasinerottimen 6 läpi, sen jälkeen vesi 6 97465 johdetaan toisen putkireaktorin 3 läpi toiselle faasinerottimelle 4 ja lopuksi ensimmäisen putkireaktorin 1 läpi ensimmäiselle faasinerottimelle 2. Ensimmäiseltä faasi-nerottimelta 2 saadaan siten tuote, joka on vetyperoksidin vesiliuos.
5 Happipitoista kaasua eli hapetuskaasua kuvaa pistekatkoviiva. Hapetuskaasuna käytetään happea, mutta hapetuskaasuna voidaan myös käyttää esimerkiksi rikastettua ilmaa. Jokaiseen putkireaktoriin syötetään muiden faasien mukana hapetuskaasua.
Kussakin faasinerottimessa erotetaan kaikki kolme faasia toisistaan. Kuvassa 1 yh-10 tenä laatikkona esitetty faasinerotin voi todellisuudessa muodostua kahdesta peräkkäisestä faasinerottimesta, joista toisessa erotetaan kaasut nesteestä ja toisessa kaksi nestefaasia erotetaan toisistaan.
Virtaukset on järjestetty siten, että vaikka nesteet on järjestetty virtaamaan saman-15 suuntaisesti putkireaktorissa niin kokonaisuuden kannalta nesteiden virtaukset tapahtuvat vastakkaiseen suuntaan. Tällä vastavirtajärjestelyllä saavutetaan se etu, että päästään suurempaan väkevyyteen verrattuna siihen, että käytettäisiin kokonaan myötävirtajärjestelyä.
20 Kuvassa 2 on esitetty järjestely, jossa orgaanisen faasin kierto ja hapetuskaasun syöttö tapahtuvat samalla tavalla kuin kuvassa 1 mutta jossa on kaksi erillistä vesi-syöttöä. Kuvassa 2 ensimmäisessä putkireaktorissa 1 tehdään väkevää vetyperoksidia. Putkireaktoriin 1 tuodaan hydrattua työliuosta. Samaan putkireaktoriin 1 syötetään uuttovettä. Valitsemalla uuttoveden virtausmäärä riittävän pieneksi on mahdol-25 lista valmistaa suoraan uuttamalla vetyperoksidin vesiliuosta, jonka pitoisuus on *".* suuri, jopa 50 %. Kun pieni vesivirtaus joutuu tekemisiin väkevän työliuoksen kans- • · · ' sa, saadaan väkevä vetyperoksidiliuos. Väkevä vetyperoksidiliuos saadaan ulos faa sinerottimesta 2. Alemmissa putkireaktoreissa 3 ja 5 kiertää suurempi vesimäärä, t jolla loput vetyperoksidista saadaan talteen laimeampaan liuokseen, joka poistetaan : 30 toisesta faasinerottimesta 4.
• · • · ·
Kuva 3 esittää kuinka keksintöä voidaan käyttää perinteisen vetyperoksidiprosessin * · kapasiteetin nostoon. Tämä tapahtuu siten, että työliuoskiertoa lisätään ja vanhan hapetusreaktorin 7 ja vanhan uuttokolonnin 8 rinnalle lisätään pieni keksinnön mu-35 kainen putkireaktori 1 ja faasinerotin 2. Lisätty määrä työliuosta pannaan menemään uuden putkireaktorin 1 läpi. Faasinerottimesta 2 tuleva työliuos yhtyy vanhan uuttokolonnin 8 jälkeen työliuoskiertoon. Putkireaktoriin 1 syötetään happea siten, että saadaan kaikki antrahydrokinoni hapetettua. Faasinerottimelta 2 saatava poistokaasu 7 97465 johdetaan vanhan hapetusreaktorin 7 syöttökaasun joukkoon. Tällä saavutetaan se etu, että käyttämällä suurta happiylimäärää, voidaan hapetus tehdä kokonaisuudessaan lyhyessä reaktorissa. Happiylimäärä ei mene hukkaan, vaan se voidaan käyttää vanhassa hapetusreaktorissa 7. Putkireaktorissa 1 käytetään myös suurta vesimäärää 5 uuttamaan kaikki vetyperoksidi pois. Tästä on seurauksena, että faasinerottimelta 2 saatava vetyperoksidin vesiliuos on melko laimeata vetyperoksidin suhteen. Tämä ei kuitenkaan haittaa, koska vesifaasi ohjataan vanhaan uuttokolonniin 8 siihen kohtaan, jossa uuttokolonnissa esiintyy samanväkevyistä vesifaasia.
10 ESIMERKKI
Keksinnön mukaista prosessia kokeiltiin putkireaktorissa, jonka pituus oli 12 m ja sisähalkaisija 28,5 mm. Reaktorin sisällä oli staattisia sekoittimia. Putkireaktorin perään oli asennettu kaksi faasinerotinta, joista ensimmäisessä kaasu erotettiin nesteis-15 tä ja jälkimmäisessä vesifaasi ja orgaaninen neste erotettiin toisistaan.
Laitteistolla suoritettiin koeajoja, joissa reaktoriin syötettiin antrahydrokinoneja sisältävää työliuosta,ä happea sekä vettä. Kokeet tehtiin jatkuvatoimisina vaihdellen antrahydrokinonin pitoisuutta, painetta sekä kaikkien kolmen faasin virtausmääriä.
20
Eräässä kokeessa reaktoriin syötettiin 1,2 m^/h työliuosta, jossa oli antrahydrokinoneja noin 8 painoprosenttia. Samalla syötettiin vettä 11,4 nP/h ja happea 1,93 Nm^/h. Paine reaktorin alkupäässä oli 4 harja lämpötila noin 50°C. Reaktorista poistuva vesifaasi sisälsi vetyperoksidia 12,1 painoprosenttia.
25 : .·. Keksintö ei ole rajoitettu edellä esitettyihin suoritusmuotoihin, vaan sitä voidaan vaihdella oheisten patenttivaatimusten määrittelemissä rajoissa. Siten esimerkiksi • · reaktorin, jossa hapetus ja uutto tapahtuvat samanaikaisesti, ei tarvitse olla putkire- • · '·; aktori, vaan se voi olla muukin reaktori, kuten esimerkiksi sekoitussäiliö. Reakto-• « - ., :30 rissa on oltava riittävästi sekoitusta ja dispergointia, jotta faasien välille saadaan .···. riittävästi pinta-alaa. Happikaasun ja orgaanisen työliuoksen välille tarvitaan riittä-västi pinta-alaa samoin kuin vesifaasin ja työliuoksen välille riittävästi pinta-alaa, jotta aineensiirtoilmiöt ehtivät tapahtua.
35 Putkireaktorit ovat edullisesti vaakasuorassa asennossa, mutta myös esimerkiksi pystysuorassa olevat reaktorit ovat mahdollisia. Rakenteeltaan putkireaktorit voivat poiketa toisistaan, esimerkiksi halkaisijat voivat olla erikokoiset.
Claims (9)
- 8 97465
- 1. Menetelmä vetyperoksidin valmistamiseksi antrakinonimenetelmällä käsittäen hydratun orgaanisen työliuoksen hapettamisen vetyperoksidin muodostamiseksi ja vetyperoksidin uuttamisen vesifaasiin sekä vetyperoksidin vesiliuoksen talteenot- 5 tamisen, tunnettu siitä, että hapetus ja uutto suoritetaan samassa tilassa johtamalla samaan reaktoriin hydrattua orgaanista työliuosta, happipitoista kaasua ja vesipitoista uuttoainetta kolmen faasin, eli orgaanisen faasin, kaasufaasin ja vesifaasin, seoksen muodostamiseksi, jolloin aikaansaadaan hapen liukeneminen työliuokseen ja hapetusreaktio työliuoksessa sekä vetyperoksidin siirtyminen vesifaasiin, minkä 10 jälkeen reaktorista poistuvalle tuotteelle suoritetaan faasinerotus vetyperoksidin vesiliuoksen talteenottamiseksi.
- 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapetus ja uutto suoritetaan putkireaktorissa, jonka läpi kaikki kolme faasia virtaavat samansuuntai- 15 sesti.
- 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapetus ja uutto suoritetaan putkireaktorissa, joka koostuu useista osista, joiden välillä faasit erotetaan toisistaan, jolloin mainittujen osien välillä erotettu orgaaninen faasi kul- 20 loinkin johdetaan jäljempänä olevaan osaan.
- 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että putkireaktorin jokaiseen osaan johdetaan happipitoista kaasua ja vesipitoista uuttoainetta ja/tai jäljempänä olevan osan jälkeisestä faasinerotuksesta saatavaa vetyperoksidin vesi- 25 liuosta, jolloin yksi tai useampi, faasinerotuksesta saatava vetyperoksidin vesiliuos : otetaan talteen. • · · ·· · • · ·
- 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että putkireaktorin : viimeiseen osaan johdetaan vesipitoista uuttoainetta ja muihin putkireaktorin osiin :... 30 johdetaan kulloinkin jäljempänä olevan osan jälkeisestä faasinerotuksesta saatavaa .*··, vetyperoksidin vesiliuosta, jolloin vetyperoksidin vesiliuos saadaan talteen putkire-aktorin ensimmäisen ja toisen osan välisestä faasinerotuksesta.
- 6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että putkireaktorin 35 viimeiseen osaan ja ainakin yhteen toiseen osaan johdetaan vesipitoista uuttoainetta ja muihin putkireaktorin osiin johdetaan kulloinkin jäljempänä olevan osan jälkeisestä faasinerotuksesta saatavaa vetyperoksidin vesiliuosta, jolloin prosessista voidaan ottaa talteen vetyperoksidipitoisuudeltaan eri väkevyisiä vesiliuoksia. li 9 97465
- 7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukaisen menetelmän käyttö rinnakkain sellaisen konventionaalisen vetyperoksidin valmistusmenetelmän kanssa, joka käsittää erillisen hapetusvaiheen ja erillisen uuttovaiheen, jolloin osa hydratusta orgaani-5 sesta työliuoksesta käsitellään mainitun konventionaalisen menetelmän mukaisesti ja osa jossakin edellisessä patenttivaatimuksessa määritellyn menetelmän mukaisesti, jonka viimeksi mainitun menetelmän tuottama vetyperoksidin vesiliuos johdetaan mainitun konventionaalisen menetelmän uuttovaiheen sopivaan kohtaan.
- 10 Patentkrav
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI950582A FI97465C (fi) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | Menetelmä vetyperoksidin valmistamiseksi |
| JP8048227A JPH08325003A (ja) | 1995-02-10 | 1996-02-09 | 過酸化水素の製造方法 |
| US08/598,819 US5725837A (en) | 1995-02-10 | 1996-02-09 | Process for the preparation of hydrogen peroxide |
| DE69605064T DE69605064T3 (de) | 1995-02-10 | 1996-02-12 | Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid |
| EP96300920A EP0726227B2 (en) | 1995-02-10 | 1996-02-12 | Process for the preparation of hydrogen peroxide |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI950582A FI97465C (fi) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | Menetelmä vetyperoksidin valmistamiseksi |
| FI950582 | 1995-02-10 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI950582A0 FI950582A0 (fi) | 1995-02-10 |
| FI97465B FI97465B (fi) | 1996-09-13 |
| FI97465C true FI97465C (fi) | 1996-12-27 |
Family
ID=8542826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI950582A FI97465C (fi) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | Menetelmä vetyperoksidin valmistamiseksi |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5725837A (fi) |
| EP (1) | EP0726227B2 (fi) |
| JP (1) | JPH08325003A (fi) |
| DE (1) | DE69605064T3 (fi) |
| FI (1) | FI97465C (fi) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TR200100595T2 (tr) * | 1998-09-12 | 2001-07-23 | Degussa-h�ls aktiengesellschaft | Gaz-sıvı tepkimelerinin icra edilmesi için işlem ve bu amaç için sürekli akış reaktörü |
| DE19843573A1 (de) * | 1998-09-23 | 2000-03-30 | Degussa | Blasensäule und deren Verwendung |
| EP1350761A1 (de) * | 2002-03-28 | 2003-10-08 | Degussa AG | Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid |
| ES2380231T3 (es) * | 2005-08-31 | 2012-05-09 | Fmc Corporation | Producción por autooxidación de peróxido de hidrógeno mediante oxidación de un microreactor |
| WO2008112999A1 (en) * | 2007-03-15 | 2008-09-18 | Fmc Corporation | Recovery of aqueous hydrogen peroxide in auto-oxidation h2o2 production |
| PT2766299T (pt) | 2011-10-11 | 2023-03-20 | Solvay | Processo para produzir peróxido de hidrogénio |
| AP3843A (en) * | 2011-10-11 | 2016-09-30 | Solvay | Process for producing hydrogen peroxide |
| JP2015020940A (ja) * | 2013-07-22 | 2015-02-02 | 国立大学法人静岡大学 | 過酸化水素合成方法 |
| CN105621365B (zh) * | 2014-11-03 | 2017-09-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种双氧水生产中的氢化工艺 |
| CN106672911B (zh) * | 2015-11-11 | 2018-08-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种蒽醌法生产双氧水的氧化-萃取工艺 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2993760A (en) * | 1956-12-14 | 1961-07-25 | Pittsburgh Plate Glass Co | Process for manufacturing hydrogen peroxide |
| FR1221679A (fr) * | 1958-01-10 | 1960-06-03 | Laporte Chemical | Procédé de fabrication de l'eau oxygénée |
| GB1109603A (en) * | 1963-10-30 | 1968-04-10 | Laporte Chemical | Improvements in or relating to hydrogen peroxide |
| FR1405861A (fr) † | 1964-04-16 | 1965-07-16 | Oxysynthese | Perfectionnement au procédé cyclique de production d'eau oxygénée |
| US3880596A (en) * | 1971-09-24 | 1975-04-29 | Degussa | Apparatus for the production of hydrogen peroxide |
| FR2473488A1 (fr) † | 1980-01-14 | 1981-07-17 | Oxysynthese | Procede cyclique de production de peroxyde d'hydrogene |
| FI82920C (fi) † | 1989-09-22 | 1995-04-04 | Kemira Oy | Foerfarande foer framstaellning av vaeteperoxid |
| BE1005199A3 (fr) † | 1991-08-27 | 1993-05-25 | Interox Internat Sa | Procede pour l'obtention de solutions aqueuses de peroxyde d'hydrogene. |
-
1995
- 1995-02-10 FI FI950582A patent/FI97465C/fi not_active IP Right Cessation
-
1996
- 1996-02-09 US US08/598,819 patent/US5725837A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-02-09 JP JP8048227A patent/JPH08325003A/ja active Pending
- 1996-02-12 DE DE69605064T patent/DE69605064T3/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-02-12 EP EP96300920A patent/EP0726227B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5725837A (en) | 1998-03-10 |
| JPH08325003A (ja) | 1996-12-10 |
| EP0726227B1 (en) | 1999-11-10 |
| DE69605064T2 (de) | 2000-05-25 |
| EP0726227A1 (en) | 1996-08-14 |
| DE69605064T3 (de) | 2004-01-29 |
| DE69605064D1 (de) | 1999-12-16 |
| FI950582A0 (fi) | 1995-02-10 |
| EP0726227B2 (en) | 2003-06-25 |
| FI97465B (fi) | 1996-09-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI97465C (fi) | Menetelmä vetyperoksidin valmistamiseksi | |
| ES2753973T3 (es) | Proceso para fabricar una disolución de peróxido de hidrógeno acuosa purificada | |
| US7686865B2 (en) | Method and system for recovering metal from metal-containing materials | |
| DE2404613A1 (de) | Verfahren zur reinigung verbrauchter schwefelsaeure | |
| JPH05201708A (ja) | 過酸化水素水溶液を得る方法 | |
| DE2445507C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Brom | |
| Giaconia et al. | Survey of Bunsen reaction routes to improve the sulfur–iodine thermochemical water-splitting cycle | |
| US2819950A (en) | Conversion of hydrogen sulfide to sulfur with quinones | |
| NO150074B (no) | Fremgangsmaate for fjerning av oksygen fra oksygenholdig vann | |
| FI56774C (fi) | Foerfarande och anordning foer avskiljande av isotoper | |
| EP0221931A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur durchführung der oxidation im anthrachinonverfahren zur herstellung von wasserstoffperoxid. | |
| DE2151104C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxyd | |
| Yang et al. | Uranium (VI) extraction by liquid surfactant membrane with N-alkylcaprolactams as a carrier | |
| Awwad | Equilibrium and kinetic studies on the extraction and stripping of uranium (VI) from nitric acid medium into tri-phenylphosphine oxide using a single drop column technique | |
| CN204265444U (zh) | 一种双氧水生产用气液逆流反应器 | |
| JPS61222921A (ja) | セリウム及び希土類元素の分離方法 | |
| FI69822C (fi) | Foerfarande foer utvinning av ett biproduktsalt fraon suspensionen daerav i ett vattenhaltigt surt reaktionsmedium som anvaends foer framstaellning av klordioxid | |
| US4410505A (en) | Hydrogen iodide decomposition | |
| IT9021533A1 (it) | Procedimento per la produzione di perossido di idrogeno | |
| JPH02214594A (ja) | 液中にオゾンを溶解させる装置 | |
| JPH11500997A (ja) | 過酸化水素の製造プラント | |
| JPS631245B2 (fi) | ||
| WO2023117360A1 (en) | Novel process for the production of hydrogen peroxide | |
| CN104909340A (zh) | 一种直接萃取50%以上高浓度h2o2的方法 | |
| US3305316A (en) | Cyclic process for the recovery of bromine from mixtures of hydrobromic and sulfuricacids |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB | Publication of examined application | ||
| MA | Patent expired |