KR20210093846A - How to treat the working solution - Google Patents

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KR20210093846A
KR20210093846A KR1020217006868A KR20217006868A KR20210093846A KR 20210093846 A KR20210093846 A KR 20210093846A KR 1020217006868 A KR1020217006868 A KR 1020217006868A KR 20217006868 A KR20217006868 A KR 20217006868A KR 20210093846 A KR20210093846 A KR 20210093846A
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KR1020217006868A
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신이치로 마츠우라
데츠야 야마모토
야스히로 구시다
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미츠비시 가스 가가쿠 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 목적은, 반복하여 사용되는 작동 용액에 함유되는 안트라퀴논류 유래이며 또한 과산화수소 생성능을 갖지 않는 부생물을, 안트라퀴논류로 재생시켜, 안트라퀴논류의 양을 증가시키는, 작동 용액의 처리 방법을 제공하는 것이다. 본 발명에 의하면, 수소 첨가 공정, 산화 공정 및 추출 공정을 포함하는 안트라퀴논법에 의해 과산화수소를 제조하는 방법에 연속 사용되고 있는 작동 용액을, 알칼리 금속 화합물과 혼합함으로써 처리하는 방법으로서, 알칼리 금속 화합물과 혼합하기 전의 피처리 작동 용액으로서, 하기 일반식 (1) 또는 하기 일반식 (2) 로 나타내는 안트라하이드로퀴논류의 농도가, 0.20 ㏖/ℓ 미만인 작동 용액을 사용하는 것을 특징으로 하는, 처리 방법이 제공된다 (일반식 (1) 및 일반식 (2) 중, R 은, 수소 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬기를 나타낸다).It is an object of the present invention to treat a working solution to increase the amount of anthraquinones by regenerating by-products derived from anthraquinones and having no hydrogen peroxide generating ability into anthraquinones contained in a working solution that is used repeatedly. to provide a way According to the present invention, there is provided a method of treating a working solution continuously used in a method for producing hydrogen peroxide by an anthraquinone method including a hydrogenation step, an oxidation step and an extraction step by mixing with an alkali metal compound, an alkali metal compound and A treatment method, characterized in that, as the working solution to be treated before mixing, a working solution having an anthrahydroquinone concentration represented by the following general formula (1) or (2) of less than 0.20 mol/L is used. provided (in general formulas (1) and (2), R represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms).

Description

작동 용액의 처리 방법How to treat the working solution

본 발명은 안트라퀴논법에 의한 과산화수소의 제조에 사용되는 작동 용액의 처리 방법, 그리고, 처리된 작동 용액을 사용하는 과산화수소의 제조 방법에 관한 것이다. 상세하게는, 반복하여 사용된 작동 용액을 알칼리 금속 화합물과 혼합함으로써, 과산화수소 생성능을 갖지 않는 안트라퀴논 유도체를 알킬안트라퀴논, 알킬테트라하이드로안트라퀴논 등의 안트라퀴논류로 재생시키는 처리 방법, 그리고, 처리된 작동 용액을 사용하는 과산화수소의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for treating a working solution used for the production of hydrogen peroxide by the anthraquinone method, and to a method for producing hydrogen peroxide using the treated working solution. Specifically, a treatment method for regenerating anthraquinone derivatives having no hydrogen peroxide generating ability into anthraquinones such as alkylanthraquinone and alkyltetrahydroanthraquinone by mixing a repeatedly used working solution with an alkali metal compound, and treatment It relates to a method for the production of hydrogen peroxide using a working solution.

현재 공업적으로 실시되고 있는 과산화수소의 주된 제조 방법은, 안트라퀴논, 테트라하이드로안트라퀴논, 알킬안트라퀴논 또는 알킬테트라하이드로안트라퀴논 (이하, 안트라퀴논류라고 총칭하는 경우가 있다) 을 반응 매체로 하는, 안트라퀴논법이다. 안트라퀴논류는, 통상적으로, 극성 유기 용매와 비극성 유기 용매의 2 종류의 혼합 용매에 용해한 상태로 사용된다. 이 혼합 용매에 안트라퀴논류를 녹여 조제한 용액은, 작동 용액이라고 불린다.The main production method of hydrogen peroxide currently being industrially used is anthraquinone, tetrahydroanthraquinone, alkylanthraquinone or alkyltetrahydroanthraquinone (hereinafter, collectively referred to as anthraquinones) as a reaction medium, It is an anthraquinone method. Anthraquinones are normally used in the state melt|dissolved in two types of mixed solvents of a polar organic solvent and a non-polar organic solvent. The solution prepared by dissolving anthraquinones in this mixed solvent is called a working solution.

안트라퀴논법은, 주로 수소 첨가 공정, 산화 공정 및 추출 공정으로 이루어진다. 수소 첨가 공정에서는, 작동 용액 중의 안트라퀴논류를 촉매 존재하에서 수소화하여, 대응하는 안트라하이드로퀴논류를 생성시키는 수소 첨가 처리를 실시하는 공정이다. 이어서 실시되는 산화 공정에서는, 얻어진 안트라하이드로퀴논류를 공기 또는 산소를 함유하는 기체로 산화시켜 안트라퀴논류로 되돌리는데, 이 때, 과산화수소가 생성되어, 작동 용액에 용해된다. 계속되는 추출 공정에서는, 생성된 과산화수소를 물에 의해 추출하여, 작동 용액으로부터 분리한다. 추출 공정 후의 작동 용액은, 다시 수소 첨가 공정으로 되돌려지고, 산화 공정, 추출 공정··· 에 연속 사용된다.The anthraquinone method mainly consists of a hydrogenation process, an oxidation process, and an extraction process. The hydrogenation step is a step of hydrogenating anthraquinones in a working solution in the presence of a catalyst to generate corresponding anthrahydroquinones. In the subsequent oxidation step, the obtained anthrahydroquinones are oxidized with air or a gas containing oxygen to return to the anthraquinones. At this time, hydrogen peroxide is generated and dissolved in the working solution. In the subsequent extraction process, the hydrogen peroxide produced is extracted with water and separated from the working solution. The working solution after the extraction step is returned to the hydrogenation step again, and is continuously used for the oxidation step and the extraction step...

과산화수소 제조 프로세스를 반복하는 동안, 작동 용액 중에서는, 부반응에 의해 안트론, 옥시안트론, 테트라하이드로안트라퀴논에폭시드, 알킬안트론, 알킬옥시안트론, 알킬테트라하이드로안트라퀴논에폭시드 등의 안트라퀴논 유도체가 생성되게 된다. 안트라퀴논 유도체는, 수소 첨가 공정·산화 공정에 제공해도 과산화수소를 생성하지 않는다. 안트라퀴논 유도체의 부생량은 1 패스당에서는 매우 적지만, 과산화수소 제조 프로세스를 반복하는 동안에 작동 용액 중에 축적되어, 여러 가지의 장해를 일으키는 원인이 된다.While the hydrogen peroxide production process is repeated, in the working solution, anthraquinones such as anthrone, oxyanthrone, tetrahydroanthraquinoneepoxide, alkylanthrone, alkyloxyanthrone, and alkyltetrahydroanthraquinoneepoxide are caused by side reactions. derivatives are formed. The anthraquinone derivative does not produce hydrogen peroxide even when subjected to a hydrogenation step and an oxidation step. Although the amount of by-products of the anthraquinone derivative is very small per pass, it accumulates in the working solution while repeating the hydrogen peroxide production process, causing various disturbances.

부생된 안트라퀴논 유도체로부터, 과산화수소 제조 프로세스에 이용 가능한 안트라퀴논류를 재생하는 기술로서, 특허문헌 1 에는, 알칼리 및 알칼리 수용액으로 작동 용액을 처리함으로써 불활성 성분 (부생된 안트라퀴논 유도체) 을 알킬테트라하이드로안트라퀴논으로 전화 (轉化) 하는 기술이 제안되어 있다. 그러나, 특허문헌 1 의 기술은, 장시간의 반응을 필요로 한다. 또한, 불활성 성분으로부터 전화된 알킬테트라하이드로안트라퀴논은 정석에 의해 회수되기 때문에, 이 회수된 알킬테트라하이드로안트라퀴논을 다시 과산화수소의 제조에 이용하기 위해서는, 용제에 용해시켜 작동 용액을 다시 조제할 필요가 있다. 따라서, 특허문헌 1 의 기술은, 그 설비나 조작의 복잡함을 고려하면 매우 효율이 나쁜 기술이다. 그 때문에, 단시간의 반응이며 또한, 정석 등의 복잡한 처리 공정을 필요로 하지 않는 부생 안트라퀴논 유도체의 재생 기술의 확립이 요망되어 왔다.As a technique for regenerating anthraquinones usable in the hydrogen peroxide production process from by-produced anthraquinone derivatives, Patent Document 1 discloses that an inactive component (anthraquinone derivative as a by-product) is converted into alkyltetrahydro by treating a working solution with an alkali and aqueous alkali solution. A technique for conversion to anthraquinones has been proposed. However, the technique of patent document 1 requires a long-time reaction. In addition, since the alkyltetrahydroanthraquinone converted from the inactive component is recovered by crystallization, in order to use the recovered alkyltetrahydroanthraquinone for the production of hydrogen peroxide again, it is necessary to dissolve it in a solvent to prepare a working solution again. there is. Therefore, when the technique of patent document 1 considers the complexity of the installation and operation, it is a technique with very bad efficiency. Therefore, it has been desired to establish a technique for regenerating by-product anthraquinone derivatives that is a short-time reaction and does not require complicated treatment steps such as crystallization.

또 특허문헌 2 에는, 과산화수소의 생성에 기여하지 않는 안트라퀴논 유도체인 알킬테트라하이드로안트라퀴논에폭시드를, 과산화수소의 생성에 유용한 알킬테트라하이드로안트라퀴논으로 전화하기 위해서, 알킬안트라하이드로퀴논을 함유하는 액을, 산화알루미나를 비롯한 고체 촉매와 접촉시키는 방법이 제안되어 있다. 그러나, 특허문헌 2 의 방법은, 고농도의 알킬안트라하이드로퀴논을 필요로 하기 때문에, 과산화수소 제조의 효율을 현저하게 저하시킨다. 또 반응 조건은 100 ℃ 를 초과하는 고온이고 또한 1 ∼ 20 시간이라는 장시간이다. 그 때문에, 역시 과산화수소 제조의 효율을 떨어뜨리지 않고, 또 낮은 반응 온도에서 또한 단시간의 반응으로 실시할 수 있는 부생 안트라퀴논 유도체의 재생 기술이 요망되어 왔다.In addition, in Patent Document 2, in order to convert an alkyltetrahydroanthraquinone epoxide, which is an anthraquinone derivative that does not contribute to the production of hydrogen peroxide, into an alkyltetrahydroanthraquinone useful for the production of hydrogen peroxide, a liquid containing an alkylanthrahydroquinone is used. , a method of contacting with a solid catalyst including alumina oxide has been proposed. However, since the method of patent document 2 requires a high concentration of alkylanthrahydroquinone, it reduces the efficiency of hydrogen peroxide production remarkably. Moreover, reaction conditions are high temperature exceeding 100 degreeC, and it is a long time of 1 to 20 hours. Therefore, there has been a demand for a technology for regenerating by-product anthraquinone derivatives that can be carried out in a short reaction time at a low reaction temperature without lowering the efficiency of hydrogen peroxide production.

일본 특허공보 소39-8806호Japanese Patent Publication No. 39-8806 일본 특허공보 소43-11658호Japanese Patent Publication No. 43-11658

따라서, 반복하여 사용되는 작동 용액에 함유되는, 안트라퀴논류 유래이며 또한 과산화수소 생성능을 갖지 않는 부생물을, 안트라퀴논류로 재생시켜, 안트라퀴논류의 양을 증가시키는, 작동 용액의 처리 방법이 요구되고 있다.Therefore, there is a need for a method for treating a working solution that increases the amount of anthraquinones by regenerating by-products derived from anthraquinones and having no hydrogen peroxide generating ability into anthraquinones contained in a working solution that is used repeatedly. is becoming

즉, 본 발명은, 이하와 같다.That is, this invention is as follows.

<1> 수소 첨가 공정, 산화 공정 및 추출 공정을 포함하는 안트라퀴논법에 의해 과산화수소를 제조하는 방법에 연속 사용되고 있는 작동 용액을, 알칼리 금속 화합물과 혼합함으로써 처리하는 방법으로서, 알칼리 금속 화합물과 혼합하기 전의 피처리 작동 용액으로서, 하기 일반식 (1) 또는 하기 일반식 (2) 로 나타내는 안트라하이드로퀴논류의 농도가, 0.20 ㏖/ℓ 미만인 작동 용액을 사용하는 것을 특징으로 하는, 처리 방법.<1> A method of treating a working solution continuously used in a method for producing hydrogen peroxide by an anthraquinone method including a hydrogenation step, an oxidation step and an extraction step by mixing with an alkali metal compound, the method comprising mixing with an alkali metal compound A treatment method, characterized in that a working solution having an anthrahydroquinone concentration represented by the following general formula (1) or (2) of less than 0.20 mol/L is used as the working solution to be treated before.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pct00001
Figure pct00001

(일반식 (1) 및 일반식 (2) 중, R 은, 수소 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬기를 나타낸다)(In general formulas (1) and (2), R represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms)

<2> 상기 피처리 작동 용액이, 수소 첨가 공정 후이며 산화 공정 전에 일부를 발출한 작동 용액이거나, 혹은, 수소 첨가 공정 후이며 산화 공정 전에 일부를 발출한 작동 용액에 대해, 수소 첨가 공정 전의 작동 용액을 첨가하여 희석한 것인, 상기 <1> 에 기재된 처리 방법.<2> With respect to the working solution obtained after the hydrogenation step and partially extracted before the oxidation step, or after the hydrogenation step and partially extracted before the oxidation step, the working solution before the hydrogenation step The treatment method according to <1> above, wherein the solution is added and diluted.

<3> 상기 피처리 작동 용액이, 추출 공정 후이며 수소 첨가 공정 전에 일부를 발출한 작동 용액인, 상기 <1> 에 기재된 처리 방법.<3> The treatment method according to <1>, wherein the working solution to be treated is a working solution partially extracted after the extraction step and before the hydrogenation step.

<4> 상기 안트라하이드로퀴논류의 농도가, 0.05 ∼ 0.10 ㏖/ℓ 인, 상기 <1> ∼ <3> 중 어느 하나에 기재된 처리 방법.<4> The treatment method according to any one of <1> to <3>, wherein the concentration of the anthrahydroquinones is 0.05 to 0.10 mol/L.

<5> 상기 피처리 작동 용액에, 추가로, 하기 일반식 (a) ∼ (e) 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 안트라퀴논 유도체가 함유되어 있는, 상기 <1> ∼ <4> 중 어느 하나에 기재된 처리 방법.<5> Any one of <1> to <4>, wherein the working solution to be treated further contains at least one anthraquinone derivative selected from the group consisting of the following general formulas (a) to (e) The treatment method described in one.

[화학식 2][Formula 2]

Figure pct00002
Figure pct00002

(일반식 (a) ∼ 일반식 (e) 중, R 은, 상기 일반식 (1) 및 (2) 와 동일한 의미를 나타낸다)(In general formulas (a) to (e), R has the same meaning as the general formulas (1) and (2) above)

<6> 상기 R 이, 에틸기, 부틸기 또는 아밀기인, 상기 <1> ∼ <5> 중 어느 하나에 기재된 처리 방법.<6> The processing method according to any one of <1> to <5>, wherein R is an ethyl group, a butyl group, or an amyl group.

<7> 0 ∼ 60 ℃ 의 온도에서, 상기 피처리 작동 용액을 알칼리 금속 화합물과 혼합하는, 상기 <1> ∼ <6> 중 어느 하나에 기재된 처리 방법.<7> The treatment method according to any one of <1> to <6>, wherein the working solution to be treated is mixed with an alkali metal compound at a temperature of 0 to 60°C.

<8> 상기 피처리 작동 용액과 상기 알칼리 금속 화합물의 수용액을, 피처리 작동 용액 : 알칼리 금속 화합물 수용액 = 1 이상 : 1 (체적) 의 양으로 혼합하는, 상기 <1> ∼ <7> 중 어느 하나에 기재된 처리 방법.<8> Any of <1> to <7>, wherein the working solution to be treated and the aqueous solution of the alkali metal compound are mixed in an amount of working solution to be treated: aqueous alkali metal compound = 1 or more: 1 (volume) The treatment method described in one.

<9> 상기 알칼리 금속 화합물이, 수산화나트륨 또는 수산화칼륨인, 상기 <1> ∼ <8> 중 어느 하나에 기재된 처리 방법.The <9> processing method in any one of said <1>-<8> whose said alkali metal compound is sodium hydroxide or potassium hydroxide.

<10> 수산화나트륨의 농도가 0.5 ㏖/ℓ 이상인 수산화나트륨 수용액을 혼합하는, 상기 <1> ∼ <9> 중 어느 하나에 기재된 처리 방법.<10> The processing method in any one of said <1>-<9> in which the density|concentration of sodium hydroxide mixes the sodium hydroxide aqueous solution 0.5 mol/L or more.

<11> 상기 피처리 작동 용액을, 라인 믹서를 사용하여 상기 알칼리 금속 화합물의 수용액과 혼합하는, 상기 <1> ∼ <10> 중 어느 하나에 기재된 처리 방법.<11> The treatment method according to any one of <1> to <10>, wherein the working solution to be treated is mixed with the aqueous solution of the alkali metal compound using a line mixer.

<12> 알칼리 금속 화합물과 혼합한 후에, 추가로 산을 혼합하여 후처리를 실시하는, 상기 <1> ∼ <11> 중 어느 하나에 기재된 처리 방법.After mixing with <12> alkali metal compound, the processing method in any one of said <1>-<11> which mixes an acid and performs post-processing.

<13> 상기 산이 질산 또는 인산인, 상기 <12> 에 기재된 처리 방법.<13> The treatment method according to the above <12>, wherein the acid is nitric acid or phosphoric acid.

<14> 알칼리 금속 화합물과 혼합한 후에, 추가로, 질산 또는 인산의 농도가 0.20 ㏖/ℓ 이상인 산성 수용액을 혼합하는, 상기 <12> 또는 <13> 에 기재된 처리 방법.<14> The treatment method according to <12> or <13>, in which an acidic aqueous solution having a concentration of nitric acid or phosphoric acid of 0.20 mol/L or more is further mixed after mixing with the <14> alkali metal compound.

<15> 산과의 혼합을, 교반 혼합기를 사용하여 실시하는, 상기 <12> ∼ <14> 중 어느 하나에 기재된 처리 방법.<15> The processing method in any one of said <12>-<14> which performs mixing with an acid using a stirring mixer.

<16> 상기 산을 혼합한 후에, 추가로 물을 혼합하여 후처리를 실시하는, 상기 <12> ∼ <15> 중 어느 하나에 기재된 처리 방법.After mixing the <16> said acid, the processing method in any one of said <12>-<15> which further mixes water and post-processes.

<17> 후처리 후의 작동 용액을 순수와 교반하여 정치 (靜置) 하고, 분리된 수층의 pH 가 7 이하가 되도록, 후처리를 실시하는, 상기 <12> ∼ <16> 중 어느 하나에 기재된 처리 방법.<17> according to any one of <12> to <16>, wherein the working solution after the post-treatment is stirred with pure water to stand still, and post-treatment is performed so that the pH of the separated aqueous layer is 7 or less processing method.

<18> 상기 <1> ∼ <17> 중 어느 하나에 기재된 방법에 의해 처리된 작동 용액을 사용하여, 안트라퀴논법에 의해 과산화수소를 제조하는 것을 특징으로 하는 과산화수소의 제조 방법.<18> A method for producing hydrogen peroxide, comprising producing hydrogen peroxide by an anthraquinone method using the working solution treated by the method according to any one of <1> to <17>.

본 발명의 처리 방법에 있어서는, 특정량의 안트라하이드로퀴논류를 함유하는 작동 용액을 알칼리 금속 화합물과 혼합함으로써, 부생물인 안트라퀴논 유도체를 안트라퀴논류로 재생시켜, 안트라퀴논류의 양을 증가시킬 수 있다.In the treatment method of the present invention, by mixing a working solution containing a specific amount of anthrahydroquinones with an alkali metal compound, the anthraquinone derivative as a by-product is regenerated into anthraquinones to increase the amount of anthraquinones. can

도 1 은, 본 발명의 제조 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2 는, 실시예 1 ∼ 5 및 비교예 1 에 있어서의 피처리 작동 용액 중의 아밀안트라하이드로퀴논류 농도와 아밀안트라퀴논류 증가율의 관계를 나타내는 도면이다.
도 3 은, 실시예 6 ∼ 9 에서 얻어진 수층의 pH 를 나타내는 도면이다.
도 4 는, 실시예 13 ∼ 16 에서 얻어진 수층의 pH 를 나타내는 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows an example of the manufacturing method of this invention.
Fig. 2 is a diagram showing the relationship between the concentration of amylanthrahydroquinones and the rate of increase of amylanthraquinones in the working solutions to be treated in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1.
3 : is a figure which shows the pH of the aqueous layer obtained in Examples 6-9.
4 : is a figure which shows the pH of the aqueous layer obtained in Examples 13-16.

이하에 본 발명을 상세하게 설명한다. 이하의 실시형태는 본 발명을 설명하기 위한 예시로, 본 발명을 이 실시형태에만 한정하는 취지는 아니다. 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 한 여러 가지의 형태로 실시를 할 수 있다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. The following embodiment is an illustration for demonstrating this invention, and it is not the meaning to limit this invention only to this embodiment. The present invention can be embodied in various forms without departing from the gist thereof.

본 발명은, 안트라퀴논법에 의해 과산화수소를 제조하는 방법에 있어서, 연속 사용에 의해 부생물이 축적된 작동 용액을 알칼리로 처리한다는 것이다.The present invention is that, in a method for producing hydrogen peroxide by anthraquinone method, a working solution in which by-products have accumulated due to continuous use is treated with an alkali.

안트라퀴논법에서는, 안트라퀴논류를 유기 용매에 용해시킨 작동 용액을 사용한다.In the anthraquinone method, a working solution in which anthraquinones are dissolved in an organic solvent is used.

사용하는 안트라퀴논류로는, 안트라퀴논, 테트라하이드로안트라퀴논, 알킬안트라퀴논, 알킬테트라하이드로안트라퀴논을 들 수 있다. 이하, 안트라퀴논과 알킬안트라퀴논을, (알킬)안트라퀴논이라고 총칭하는 경우가 있다. 또, 테트라하이드로안트라퀴논과 알킬테트라하이드로안트라퀴논을, (알킬)테트라하이드로안트라퀴논이라고 총칭하는 경우가 있다. (알킬)안트라퀴논 및 (알킬)테트라하이드로안트라퀴논은, 각각이 복수의 (알킬)안트라퀴논 및 (알킬)테트라하이드로안트라퀴논의 혼합물이어도 된다. (알킬)안트라퀴논으로는, 안트라퀴논, 에틸안트라퀴논, t-부틸안트라퀴논, 아밀안트라퀴논 등이 예시된다. (알킬)테트라하이드로안트라퀴논으로는, 테트라하이드로안트라퀴논, 에틸테트라하이드로안트라퀴논, t-부틸테트라하이드로안트라퀴논, 아밀테트라하이드로안트라퀴논 등이 예시된다.As anthraquinones to be used, anthraquinone, tetrahydroanthraquinone, alkylanthraquinone, and alkyltetrahydroanthraquinone are mentioned. Hereinafter, anthraquinone and alkylanthraquinone may be generically called (alkyl)anthraquinone. Moreover, tetrahydroanthraquinone and alkyltetrahydroanthraquinone may be generically called (alkyl)tetrahydroanthraquinone in some cases. Each of (alkyl)anthraquinone and (alkyl)tetrahydroanthraquinone may be a mixture of a plurality of (alkyl)anthraquinone and (alkyl)tetrahydroanthraquinone. As (alkyl) anthraquinone, anthraquinone, ethyl anthraquinone, t-butyl anthraquinone, an amyl anthraquinone, etc. are illustrated. Examples of the (alkyl)tetrahydroanthraquinone include tetrahydroanthraquinone, ethyltetrahydroanthraquinone, t-butyltetrahydroanthraquinone, and amyltetrahydroanthraquinone.

안트라퀴논류가 갖는 알킬기로는, 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬기가 바람직하고, 에틸기, 부틸기 또는 아밀기가 특히 바람직하다.As an alkyl group which anthraquinones have, a C1-C10 alkyl group is preferable, and an ethyl group, a butyl group, or an amyl group is especially preferable.

유기 용매로는, 비극성 용매와 극성 용매 모두 사용 가능하지만, 비극성 용매와 극성 용매의 혼합 용매가 바람직하다. 비극성 용매로는, 방향족 탄화수소 류, 구체적으로는, 벤젠 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬 치환기를 함유하는 벤젠 유도체 등을 들 수 있다. 벤젠 유도체로는, 예를 들어 슈도쿠멘을 들 수 있다. 극성 용매로는, 디이소부틸카르비놀 등의 고급 알코올, 카르복실산에스테르, 4 치환 우레아, 고리형 우레아, 트리옥틸인산 등이 예시된다. 바람직한 유기 용매는, 방향족 탄화수소와 고급 알코올의 조합, 또는, 방향족 탄화수소와 시클로헥산올, 알킬시클로헥산올의 카르복실산에스테르 혹은 4 치환 우레아의 조합이다.As the organic solvent, although both a non-polar solvent and a polar solvent can be used, a mixed solvent of a non-polar solvent and a polar solvent is preferable. Examples of the non-polar solvent include aromatic hydrocarbons, specifically, benzene or a benzene derivative containing an alkyl substituent having 1 to 5 carbon atoms. As a benzene derivative, pseudocumene is mentioned, for example. Examples of the polar solvent include higher alcohols such as diisobutylcarbinol, carboxylate esters, tetrasubstituted urea, cyclic urea, and trioctyl phosphoric acid. A preferable organic solvent is a combination of an aromatic hydrocarbon and a higher alcohol, or a combination of an aromatic hydrocarbon and a carboxylic acid ester of cyclohexanol or alkylcyclohexanol or tetrasubstituted urea.

비극성 유기 용매와 극성 유기 용매를 혼합하는 경우, 혼합비 (체적) 는, 비극성 유기 용매 : 극성 유기 용매 = 9 : 1 ∼ 1 : 9 가 바람직하고, 8 : 2 ∼ 2 : 8 이 보다 바람직하고, 4 : 6 ∼ 6 : 4 가 특히 바람직하다.When mixing the non-polar organic solvent and the polar organic solvent, the mixing ratio (volume) is preferably non-polar organic solvent: polar organic solvent = 9: 1 to 1: 9, more preferably 8: 2 to 2: 8, and 4 :6-6:4 is especially preferable.

통상적으로, 작동 용액에는, 천이 금속을 담체에 담지한 촉매를 첨가하여, 수소화 반응에 제공한다. 담체는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 실리카, 실리카·알루미나, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 실리카·알루미나 복합 산화물, 실리카·티타니아 복합 산화물, 알루미나·티타니아 복합 산화물, 및 이것들의 물리적 혼합물로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나를 사용할 수 있다. 담체는, 0.2 ∼ 2.0 ㎖/g 의 전체 세공 용적을 갖는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 담체는, 0.2 ∼ 2.0 ㎖/g 의 전체 세공 용적을 갖는, 실리카, 알루미나 또는 실리카·알루미나 복합 산화물이다. 또한, 전체 세공 용적은, 수은 압입법에 의해 측정할 수 있다.Usually, a catalyst in which a transition metal is supported on a carrier is added to the working solution and subjected to hydrogenation reaction. The carrier is not particularly limited, and for example, from the group consisting of silica, silica-alumina, alumina, titania, zirconia, silica-alumina composite oxide, silica-titania composite oxide, alumina-titania composite oxide, and physical mixtures thereof. At least one selected may be used. The carrier preferably has a total pore volume of 0.2 to 2.0 ml/g. Particularly preferred carriers are silica, alumina or silica-alumina complex oxide having a total pore volume of 0.2 to 2.0 ml/g. In addition, the total pore volume can be measured by the mercury intrusion method.

천이 금속으로는, 팔라듐, 로듐, 루테늄 또는 백금의 단체 또는 그 화합물이 바람직하고, 팔라듐의 단체 또는 그 화합물이 보다 바람직하다. 화합물로는, 반응 조건하에서 용이하게 환원되어 금속이 되는 관점에서, 산화물이 바람직하다.As a transition metal, the single-piece|unit or its compound of palladium, rhodium, ruthenium, or platinum is preferable, and the single-piece|unit or its compound of palladium is more preferable. As a compound, an oxide is preferable from a viewpoint of being easily reduced under reaction conditions to become a metal.

천이 금속은, 통상적으로, 담체에 대해 0.1 ∼ 10 질량% 의 양으로 담지되는 것이 바람직하다. 천이 금속을 담지한 수소화 촉매는, 작동 용액 중의 촉매 슬러리 농도로서 1 ∼ 100 g/ℓ 의 양으로 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable that the transition metal is usually supported in an amount of 0.1 to 10 mass% with respect to the carrier. The hydrogenation catalyst carrying the transition metal is preferably used in an amount of 1 to 100 g/L as the catalyst slurry concentration in the working solution.

도 1 을 참조하면서 안트라퀴논법의 구체적인 프로세스에 대해 설명한다. 도 1 에서는, 작동 용액의 움직임을 실선 화살표와 일점쇄선 화살표로 나타내고 있다. 실선 화살표는, 안트라퀴논법에 있어서의 작동 용액의 주류를 나타낸다. 일점쇄선 화살표는, 하기의 작동 용액 :The specific process of the anthraquinone method is demonstrated, referring FIG. In Fig. 1, the movement of the working solution is indicated by a solid arrow and a dashed-dotted arrow. The solid arrow indicates the mainstream of the working solution in the anthraquinone method. The dashed-dotted arrows indicate the following working solutions:

· 수소 첨가 공정 후이며 산화 공정 전에 일부를 발출한 작동 용액· Working solution after hydrogenation process and partly extracted before oxidation process

· 수소 첨가 공정 도중에 일부를 발출한 작동 용액· Working solution partially extracted during the hydrogenation process

· 추출 공정 후이며 수소 첨가 공정 전에 일부를 발출한 작동 용액· Working solution extracted in part after the extraction process and before the hydrogenation process

이, 알칼리 처리와 후처리의 공정에 제공된 후, 다시 안트라퀴논법의 주류로 되돌아오는 흐름을 나타낸다.This shows a flow returning to the mainstream of the anthraquinone method after being subjected to the steps of alkali treatment and post-treatment.

안트라퀴논법에서는, 먼저, 작동 용액에 수소를 첨가하는 수소 첨가 처리를 실시한다. 이로써, 작동 용액 중의 안트라퀴논류를 수소화하여, 대응하는 안트라하이드로퀴논류를 생성시킨다 (수소 첨가 공정). 이어서, 얻어진 안트라하이드로퀴논류를 공기 또는 산소를 함유하는 기체로 산화시켜 안트라퀴논류로 되돌리는데, 이 때, 과산화수소가 생성되어, 작동 용액에 용해된다 (산화 공정). 이어서, 생성된 과산화수소를 물로 추출하여, 작동 용액으로부터 분리한다 (추출 공정). 과산화수소는, 그 후, 통상적인 방법에 따른 정제 공정과 농축 공정에 제공되어 제품화된다. 한편, 추출 공정 후의 작동 용액은, 수소 첨가 공정에 제공되고, 이후, 산화 공정, 추출 공정···에 반복하여 사용된다.In the anthraquinone method, first, a hydrogenation treatment in which hydrogen is added to the working solution is performed. Thereby, anthraquinones in the working solution are hydrogenated to produce corresponding anthrahydroquinones (hydrogenation step). Next, the obtained anthrahydroquinones are oxidized with air or a gas containing oxygen to return to the anthraquinones. At this time, hydrogen peroxide is generated and dissolved in the working solution (oxidation step). Then, the produced hydrogen peroxide is extracted with water and separated from the working solution (extraction process). The hydrogen peroxide is then supplied to a purification process and a concentration process according to a conventional method to be commercialized. On the other hand, the working solution after the extraction step is provided for the hydrogenation step, and thereafter, it is repeatedly used for the oxidation step and the extraction step.

(알칼리 처리)(alkaline treatment)

연속 사용된 작동 용액에는, 부반응에 의해 안트라퀴논류 유래의 부생물, 예를 들어, 하기 일반식 (a) ∼ (e) 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 안트라퀴논 유도체가 함유되어 있다.The continuously used working solution contains anthraquinone-derived by-products, for example, at least one anthraquinone derivative selected from the group consisting of the following general formulas (a) to (e) by a side reaction.

[화학식 3][Formula 3]

Figure pct00003
Figure pct00003

(일반식 (a) ∼ 일반식 (e) 중, R 은, 수소 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬기를 나타내고, 바람직하게는, 에틸기, 부틸기 또는 아밀기를 나타낸다)(In general formulas (a) to (e), R represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, preferably an ethyl group, a butyl group or an amyl group)

상기한 안트라퀴논 유도체는 과산화수소 생성능을 갖지 않는다. 따라서, 이것들을 과산화수소 생성능을 갖는 안트라퀴논류로 재생시키는 것은, 과산화수소 제조의 생산 효율의 면에서 의의가 있다. 본 발명에서는, 연속 사용된 작동 용액과 알칼리 금속 화합물을 혼합함으로써, 안트라퀴논류로의 재생을 실현하고 있다. 본 명세서에서는, 이 알칼리 금속 화합물을 사용한 재생 처리를, 알칼리 처리라고 부른다.The anthraquinone derivatives described above do not have the ability to produce hydrogen peroxide. Therefore, regenerating these into anthraquinones having the ability to produce hydrogen peroxide is meaningful in terms of production efficiency of hydrogen peroxide production. In the present invention, regeneration to anthraquinones is realized by mixing a continuously used working solution with an alkali metal compound. In this specification, the regeneration process using this alkali metal compound is called alkali treatment.

본 발명에서는, 연속 사용된 작동 용액에 있어서의 안트라하이드로퀴논류의 농도, 즉, 하기 일반식 (1) 또는 하기 일반식 (2) 로 나타내는 안트라하이드로퀴논류의 농도가, 알칼리 금속 화합물과 혼합하기 전의 단계에서, 0.20 ㏖/ℓ 미만으로 되어 있는 것이 중요하다. 처리 대상의 작동 용액 (피처리 작동 용액이라고 부르는 경우가 있다) 이 상기 조건을 만족하고 있는 경우에 안트라퀴논 유도체가 안트라퀴논류로 효과적으로 재생되어, 안트라퀴논류의 양이 증가하는 것이, 실험적으로 증명되어 있기 때문이다 (후술하는 실시예와 비교예 참조).In the present invention, the concentration of anthrahydroquinones in the continuously used working solution, that is, the concentration of anthrahydroquinones represented by the following general formula (1) or the following general formula (2), is determined by mixing with the alkali metal compound. In the previous step, it is important that it is less than 0.20 mol/L. It is experimentally proven that the anthraquinone derivative is effectively regenerated into anthraquinones and the amount of anthraquinones increases when the working solution to be treated (sometimes referred to as a working solution to be treated) satisfies the above conditions. (refer to Examples and Comparative Examples to be described later).

[화학식 4][Formula 4]

Figure pct00004
Figure pct00004

(일반식 (1) 및 일반식 (2) 중, R 은, 수소 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬기를 나타내고, 바람직하게는, 에틸기, 부틸기 또는 아밀기를 나타낸다)(In the general formulas (1) and (2), R represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, preferably an ethyl group, a butyl group or an amyl group)

안트라하이드로퀴논류가 0.20 ㏖/ℓ 이상일 때에 안트라퀴논류로의 효과적인 재생을 실현할 수 없는 이유로서, 본 발명자들은, 안트라하이드로퀴논류가 알칼리 금속 화합물의 수용액에 용해되기 쉬운 점에서, 안트라하이드로퀴논류가 과다이면, 재생 반응에서 생성되는 안트라퀴논류보다 많은 안트라하이드로퀴논류가 알칼리 금속 화합물의 수용액에 용해되어, 손실이 되기 때문에, 안트라퀴논류로의 재생이 실현되고 있지 않기 때문이라고 추찰하고 있다.As the reason that effective regeneration to anthraquinones cannot be realized when the anthrahydroquinones are 0.20 mol/L or more, the present inventors have found that anthrahydroquinones are easily dissolved in an aqueous solution of an alkali metal compound. If is excessive, more anthrahydroquinones than the anthraquinones generated in the regeneration reaction are dissolved in the aqueous solution of the alkali metal compound and are lost, so it is presumed that the regeneration to the anthraquinones is not realized.

알칼리 처리에 제공하는 피처리 작동 용액 중의 안트라하이드로퀴논류 농도는, 바람직하게는 0.02 ∼ 0.10 ㏖/ℓ 이고, 특히 바람직하게는 0.05 ∼ 0.10 ㏖/ℓ 이다. 농도가 이들 수치 범위에 있으면, 하기 식으로 나타내는 안트라퀴논류의 증가율 :The concentration of anthrahydroquinones in the working solution to be treated for alkali treatment is preferably 0.02 to 0.10 mol/L, and particularly preferably 0.05 to 0.10 mol/L. When the concentration is within these numerical ranges, the rate of increase of anthraquinones represented by the following formula:

안트라퀴논류의 증가율 (%) = 처리 후의 작동 용액의 안트라퀴논류의 양(㏖/ℓ)/피처리 작동 용액의 안트라퀴논류와 안트라하이드로퀴논류의 합계량 (㏖/ℓ) × 100Increase rate of anthraquinones (%) = Amount of anthraquinones in the working solution after treatment (mol/L)/Total amount of anthraquinones and anthrahydroquinones in the working solution to be treated (mol/L) x 100

이 높은 경향이 있기 때문이다. 안트라퀴논류의 증가율이 상승하는 이유는 확실하지는 않지만, 본 발명자들은, 이하와 같이 추찰하고 있다. 안트라하이드로퀴논류의 수소 첨가 공정에 있어서 첨가된 수소는, 무촉매로 산소로부터 과산화수소를 생성할 만큼 반응성이 높고, 용액 전체가 환원성 분위기가 된다. 이 환원성 분위기 또한 알칼리 수용액의 반응에 의해, 안트라퀴논 유도체 (열화물) 가 효율적으로 안트라퀴논류로 재생되는 것이라고 생각하고 있다.This is because it tends to be high. Although the reason why the increase rate of anthraquinones rises is not certain, the present inventors guess as follows. The hydrogen added in the hydrogenation process of anthrahydroquinones is highly reactive enough to generate|generate hydrogen peroxide from oxygen without a catalyst, and the whole solution becomes a reducing atmosphere. It is considered that the anthraquinone derivative (degraded product) is efficiently regenerated into anthraquinones by reaction of this reducing atmosphere and aqueous alkali solution.

안트라하이드로퀴논류의 농도는, 후술하는 실시예에서 실시하고 있는 바와 같이, 가스 크로마토그래피 분석 장치 (GC) 를 사용하여 측정할 수 있다.The concentration of anthrahydroquinones can be measured using a gas chromatography analyzer (GC), as is carried out in the Examples described later.

본 발명에 있어서, 알칼리 처리 대상이 되는 피처리 작동 용액은, 과산화수소 제조 프로세스 중 산화 공정 이후 추출 공정 이전을 제외하는 단계의 작동 용액을 일부 발출한 것이다. 산화 공정 이후 추출 공정 이전의 작동 용액에는, 다른 공정의 작동 용액에 비하여 고농도의 과산화수소가 함유되어 있어 안전성의 문제가 있기 때문에, 원칙적으로 처리 대상으로 하지는 않는다. 피처리 작동 용액은, 구체적으로는, 수소 첨가 공정 후이며 산화 공정 전에 일부를 발출한 작동 용액, 수소 첨가 공정 도중에 수소 첨가탑으로부터 일부를 발출한 작동 용액, 추출 공정 후이며 수소 첨가 공정 전에 일부를 발출한 작동 용액 등이다.In the present invention, the working solution to be treated with the alkali is a part of the working solution obtained from the hydrogen peroxide manufacturing process, except for the step after the oxidation process and before the extraction process. After the oxidation process, the working solution before the extraction process contains a high concentration of hydrogen peroxide compared to the working solution of other processes, so there is a safety problem, so in principle, it is not treated. Specifically, the working solution to be treated includes a working solution partially extracted after the hydrogenation process and before the oxidation process, a working solution partially extracted from the hydrogenation column during the hydrogenation process, and a part after the extraction process and before the hydrogenation process. and the extracted working solution.

발출한 작동 용액 중의 안트라하이드로퀴논류 농도가 지나치게 진한 경우에는, 희석을 실시한다. 예를 들어 추출 공정 후이며 수소 첨가 공정 전에 발출한 작동 용액에는, 안트라하이드로퀴논류는 함유되어 있지 않거나, 함유되어 있다고 하더라도 적기 때문에, 희석이 필요해질 가능성은 낮지만, 수소 첨가 공정 후이며 산화 공정 전에 발출한 작동 용액은, 수소화에 의해 많은 안트라하이드로퀴논류가 생성되어 있는 점에서, 희석이 필요해질 가능성이 높다. 희석에는, 추출 공정 후 수소 첨가 공정 전의 작동 용액을 사용하는 것이 바람직하다.When the concentration of anthrahydroquinones in the extracted working solution is too high, dilution is carried out. For example, anthrahydroquinones are not contained in the working solution extracted after the extraction process and before the hydrogenation process, or even if they are contained, there is little possibility that dilution will be required, but after the hydrogenation process and the oxidation process The previously extracted working solution is highly likely to require dilution because many anthrahydroquinones are generated by hydrogenation. For dilution, it is preferable to use the working solution after the extraction step and before the hydrogenation step.

발출하는 작동 용액의 양은, 적절히 결정하면 되는데, 통상적으로는 흐르고 있는 전체 작동 용액의 0.1 ∼ 20.0 %, 특히 1.0 ∼ 10.0 % 가 바람직하다. 발출하는 양이 과다이면, 과산화수소 제조에 기여하는 작동 용액량이 줄고, 또, 과소이면, 알칼리 처리 효과가 불충분해진다.The amount of the working solution to be extracted may be appropriately determined. Usually, 0.1 to 20.0% of the total working solution flowing, particularly preferably 1.0 to 10.0%. If the amount extracted is excessive, the amount of the working solution contributing to hydrogen peroxide production will decrease, and if it is too small, the alkali treatment effect will become insufficient.

알칼리 처리에 사용하는 알칼리 금속은, 주기표 제 1 족 (제 Ia 족) 의 알칼리 금속이면 되고, 리튬, 나트륨 또는 칼륨이 바람직하다. 알칼리 금속 화합물의 구체예로는, 수산화리튬, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 붕산나트륨, 이인산나트륨, 이산화붕소나트륨, 아질산나트륨, 삼산화붕산나트륨, 인산수소나트륨, 규산나트륨, 이규산나트륨, 삼규산나트륨, 주석산나트륨, 황화나트륨, 티오황산나트륨, 텅스텐산나트륨, 수산화칼륨, 수소화붕소칼륨, 탄산칼륨, 시안화칼륨, 아질산칼륨, 칼륨페녹시드, 인산수소칼륨, 이인산칼륨, 주석산칼륨 등을 들 수 있다. 바람직한 알칼리 금속 화합물은, 수산화나트륨 또는 수산화칼륨이다.The alkali metal used for the alkali treatment should just be an alkali metal of Group 1 (Group Ia) of the periodic table, and lithium, sodium or potassium is preferable. Specific examples of the alkali metal compound include lithium hydroxide, sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, sodium borate, sodium diphosphate, sodium boron dioxide, sodium nitrite, sodium trioxide borate, sodium hydrogen phosphate, sodium silicate, sodium disilicate, sodium trisilicate, sodium tartrate, sodium sulfide, sodium thiosulfate, sodium tungstate, potassium hydroxide, potassium borohydride, potassium carbonate, potassium cyanide, potassium nitrite, potassium phenoxide, potassium hydrogen phosphate, potassium diphosphate, potassium tartrate, etc. can Preferred alkali metal compounds are sodium hydroxide or potassium hydroxide.

알칼리 금속 화합물은, 통상적으로, 수용액 상태로 사용한다. 알칼리 금속 화합물의 농도가 진할수록, 안트라퀴논류의 증가율이 향상되는 것이 실험적으로 확인되어 있다 (본 명세서에는 게재하고 있지 않다). 또 농도가 지나치게 낮으면 처리 후에 알칼리 금속 화합물과 작동 용액을 분리할 때에, 2 개의 용액의 밀도차가 작아져, 분리에 많은 시간이 필요해질 가능성이 높다. 따라서, 알칼리 금속 화합물의 수용액 중의 농도는, 0.5 ㏖/ℓ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 농도의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 통상적으로 10.0 ㏖/ℓ 이다.The alkali metal compound is usually used in an aqueous solution state. It has been experimentally confirmed that the increase rate of anthraquinones improves as the concentration of the alkali metal compound increases (not disclosed herein). In addition, when the concentration is too low, when the alkali metal compound and the working solution are separated after treatment, the difference in density between the two solutions is small, and there is a high possibility that a long time is required for the separation. Therefore, it is preferable that the density|concentration in the aqueous solution of an alkali metal compound shall be 0.5 mol/L or more. The upper limit of the concentration is not particularly limited, but is usually 10.0 mol/L.

피처리 작동 용액과 알칼리 금속 화합물 수용액은, 통상적으로, 피처리 작동 용액 : 알칼리 금속 화합물 수용액 = 1 이상 : 1 (체적) 의 양으로 혼합하고, 바람직하게는, 1 ∼ 30 : 1 (체적) 의 양으로 혼합하고, 특히 바람직하게는, 1 ∼ 20 : 1 (체적) 의 양으로 혼합한다.The working solution to be treated and the aqueous alkali metal compound aqueous solution are usually mixed in an amount of the working solution to be treated: aqueous alkali metal compound solution = 1 or more: 1 (volume), preferably 1 to 30:1 (volume). It is mixed in an amount, particularly preferably in an amount of 1 to 20:1 (volume).

혼합시의 온도 조건에 대해 본 발명자들이 실험에 의해 검토한 결과, 알칼리 처리에는, 온도는 영향을 미치지 않는 것이 확인되어 있다. 따라서, 온도 조건에 특별히 제한은 없고 임의의 온도에서 혼합을 실시하면 된다. 통상적으로는 0 ∼ 60 ℃ 에서 실시하면 된다.As a result of the present inventors examining by experiment about the temperature condition at the time of mixing, it is confirmed that temperature does not affect alkali treatment. Therefore, there is no restriction|limiting in particular in temperature conditions, What is necessary is just to implement mixing at arbitrary temperature. What is necessary is just to implement at 0-60 degreeC normally.

혼합 시간은, 피처리 작동 용액과 알칼리 금속 화합물 수용액이 충분히 섞이도록 적절히 결정하면 된다. 예를 들어, 교반 혼합을 실시하는 경우에는 3 분 이상 혼합을 실시하면 충분하다. 또, 라인 믹서를 사용한 배관 내에서의 혼합을 실시하는 경우에는 그 원리상 몇 초에 미치지 않는 혼합 시간이 되지만, 그럼에도 문제없이 본 효과를 얻을 수 있다. 본 발명자들의 실험에 의해, 혼합 시간을 길게 해도 안트라퀴논류의 증가율에는 영향을 미치지 않는 것이 확인되어 있는 점에서, 적절한 타이밍에서 혼합을 종료하면 된다.The mixing time may be appropriately determined so that the working solution to be treated and the aqueous alkali metal compound solution are sufficiently mixed. For example, when stirring and mixing, mixing for 3 minutes or longer is sufficient. Moreover, in the case of mixing in piping using a line mixer, in principle, the mixing time is less than a few seconds, but this effect can be obtained without any problems. What is necessary is just to complete mixing at an appropriate timing, since it is confirmed that it does not affect the increase rate of anthraquinones even if it lengthens mixing time by the experiment of the present inventors.

(후처리)(After treatment)

알칼리 처리에 의해, 재생 작동 용액과 알칼리 금속 화합물 수용액의 혼합액이 얻어진다. 알칼리 금속 화합물은, 과산화수소와 중화 반응을 일으켜 과산화수소를 분해하는데, 이 과산화수소의 분해 반응은, 플랜트 내에서의 압력의 급상승이나 폭발과 같은 재해를 일으킬 가능성이 있어, 절대로 피해야만 한다. 그 때문에, 알칼리 금속 화합물을 제거하는 후처리를 실시하고 나서, 재생 작동 용액을 과산화수소 제조 프로세스로 되돌릴 필요가 있다.By the alkali treatment, a mixed solution of a working solution for regeneration and an aqueous alkali metal compound solution is obtained. Alkali metal compounds cause a neutralization reaction with hydrogen peroxide to decompose hydrogen peroxide. This decomposition reaction of hydrogen peroxide may cause disasters such as sudden rise in pressure or explosion in the plant, and must be absolutely avoided. Therefore, it is necessary to return the regeneration working solution to the hydrogen peroxide production process after performing a post-treatment to remove the alkali metal compound.

구체적으로는, 정치 분리 등의 공지된 수단을 사용하여 재생 작동 용액과 알칼리 금속 화합물의 수용액을 분리한 후, 추가로, 산 처리와 수세 중 적어도 일방을 실시하고, 바람직하게는 산 처리 또는 산 처리와 수세의 양방 중 어느 것을 실시하고, 특히 바람직하게는 산 처리와 수세의 양방을 실시한다. 산 처리와 수세를 양방 실시하는 경우, 산 처리, 수세의 순서로 실시하는 것이 바람직하다.Specifically, after separating the regeneration working solution and the aqueous solution of the alkali metal compound by using a known means such as stationary separation, at least one of acid treatment and water washing is further performed, preferably acid treatment or acid treatment Either of and water washing are performed, Especially preferably, both acid treatment and water washing are performed. When performing both acid treatment and water washing, it is preferable to carry out in order of acid treatment and water washing.

재생 작동 용액과 알칼리 금속 화합물 수용액의 혼합액을, 산과 접촉시키는 조건은, 플랜트의 안전, 안정 운전에 매우 중요하다.Conditions for bringing the mixture of the regeneration working solution and the aqueous alkali metal compound solution into contact with an acid are very important for the safety and stable operation of the plant.

산 처리에 사용하는 산으로는, 염산, 황산, 질산, 인산 등의 산을 들 수 있지만, 질산 또는 인산이 바람직하다. 과산화수소 제조 플랜트의 주된 구조물의 재료는, SUS 재나 알루미늄재인데, 질산 및 인산은, 이들 재료에 대해 부식성을 갖지 않기 때문이다. 또, 작동 용액에 잔류하여 수소화 촉매를 피독시킬 우려도 없기 때문이다.Examples of the acid used for the acid treatment include acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid and phosphoric acid, and nitric acid or phosphoric acid is preferable. Although the material of the main structure of a hydrogen peroxide manufacturing plant is SUS material and an aluminum material, it is because nitric acid and phosphoric acid do not have corrosiveness with respect to these materials. This is because there is no fear of remaining in the working solution and poisoning the hydrogenation catalyst.

산 처리는, 재생 작동 용액과, 산이 용해된 산성 수용액을, 교반 혼합기 등의 공지된 수단에 의해 교반 접촉함으로써 실시한다. 산성 수용액 농도는, 통상적으로, 0.20 ㏖/ℓ 이상이지만, 알칼리 금속 화합물의 제거 효과가 특히 우수한 점에서, 바람직하게는 0.25 ㏖/ℓ 보다 높고, 보다 바람직하게는 0.30 ㏖/ℓ 이상이며, 더욱 바람직하게는 0.35 ㏖/ℓ 이상이고, 특히 바람직하게는 0.50 ㏖/ℓ 이상이다. 산성 수용액 농도의 상한은, 통상적으로, 5.00 ㏖/ℓ 이하이고, 제거 효과와 비용면 및 안전면의 밸런스의 관점에서는, 3 ㏖/ℓ 미만이다. 교반 중에는 질소 등의 불활성 가스를 통기시키면 된다. 교반 종료 후에는, 작동 용액과 수용액을 정치 분리 등의 공지된 수단을 사용하여 분리한다.The acid treatment is carried out by stirring and contacting the regeneration working solution and the acidic aqueous solution in which the acid is dissolved by a known means such as a stirring mixer. The acidic aqueous solution concentration is usually 0.20 mol/L or more, but from the viewpoint of particularly excellent effect of removing alkali metal compounds, it is preferably higher than 0.25 mol/L, more preferably 0.30 mol/L or more, still more preferably Preferably it is 0.35 mol/L or more, Especially preferably, it is 0.50 mol/L or more. The upper limit of the concentration of the acidic aqueous solution is usually 5.00 mol/L or less, and is less than 3 mol/L from the viewpoint of the balance between the removal effect and the cost and safety. What is necessary is just to vent inert gas, such as nitrogen, during stirring. After completion of the stirring, the working solution and the aqueous solution are separated using known means such as stationary separation.

수세는, 재생 작동 용액과 물을, 교반 혼합기 등의 공지된 수단에 의해 교반 접촉함으로써 실시한다. 「물」로는, 증류수, 이온 교환수, 역침투법 등으로 정제된 물이 바람직하다. 재생 작동 용액에 대한 물의 비율은, 작동 용액 1 용적부에 대해 물 0.02 용적부 이상, 바람직하게는 0.10 용적부 이상이다. 상한은 특별히 없지만, 통상적으로는 0.50 용적부이다.Washing with water is carried out by stirring and contacting the regeneration working solution and water by a known means such as a stirring mixer. As "water", distilled water, ion-exchanged water, water purified by a reverse osmosis method or the like is preferable. The ratio of water to regeneration working solution is at least 0.02 parts by volume, preferably at least 0.10 parts by volume, of water to 1 part by volume of working solution. Although there is no particular upper limit, it is normally 0.50 volume part.

수세 시간은, 작동 용액과 물이 충분히 섞이도록 적절히 결정하면 된다. 예를 들어, 교반 혼합을 실시하는 경우에는 1 분 이상 혼합을 실시하면 충분하다. 수세 시간에 상한은 없고, 적절히 결정하면 된다. 또, 라인 믹서를 사용한 배관 내에서의 혼합을 실시해도 된다.The water washing time may be appropriately determined so that the working solution and water are sufficiently mixed. For example, when stirring and mixing, mixing for 1 minute or longer is sufficient. There is no upper limit for the washing time, and what is necessary is just to determine suitably. Moreover, you may perform mixing in piping using a line mixer.

수세하는 물의 온도는 0 ∼ 70 ℃, 보다 바람직하게는 10 ∼ 60 ℃, 특히 바람직하게는 20 ∼ 50 ℃ 이다.The temperature of the water to wash is 0-70 degreeC, More preferably, it is 10-60 degreeC, Especially preferably, it is 20-50 degreeC.

교반 중에는 질소 등의 불활성 가스를 통기시키면 된다. 교반 종료 후에는, 작동 용액과 물을 정치 분리 등의 공지된 기술로 분리한다.What is necessary is just to vent inert gas, such as nitrogen, during stirring. After completion of the stirring, the working solution and water are separated by a known technique such as stationary separation.

후처리는, 후처리 후의 작동 용액을 정치하고, 분리된 수층의 pH 가 7 이하, 특히 6 이하가 되도록 실시하는 것이 바람직하다.The post-treatment is preferably performed so that the working solution after the post-treatment is left still and the pH of the separated aqueous layer is 7 or less, particularly 6 or less.

후처리에 의해 알칼리 금속 화합물이 제거된 재생 작동 용액은, 과산화수소 제조 프로세스로 되돌려진다. 되돌리는 단계는 적절히 결정해도 된다. 재생 작동 용액은, 안트라퀴논류 이외에 안트라하이드로퀴논류도 함유하고 있어, 안트라하이드로퀴논류는 산화 반응에 의해, 과산화수소를 생성하는 것이 가능하다. 따라서, 수소 첨가 공정에서 생성된 안트라하이드로퀴논류를 유효하게 사용하여, 과산화수소를 효율적으로 제조하는 관점에서, 도 1 에 나타내는 바와 같이 수소 첨가 공정 후 산화 공정 전으로 되돌리는 것이 바람직하다.The regeneration working solution from which the alkali metal compound has been removed by the post-treatment is returned to the hydrogen peroxide production process. The step of returning may be appropriately determined. The regeneration working solution also contains anthrahydroquinones in addition to anthraquinones, and the anthrahydroquinones can produce hydrogen peroxide by oxidation. Therefore, from the viewpoint of efficiently producing hydrogen peroxide by effectively using the anthrahydroquinones produced in the hydrogenation step, it is preferable to return to the oxidation step after the hydrogenation step as shown in FIG. 1 .

지금까지 알칼리 처리에 의한 작동 용액의 재생에 대해 설명해 왔지만, 본 발명에서는, 알칼리 처리와 공지된 재생 처리를 조합해도 된다. 예를 들어, 알칼리 처리와는 별도로, 추출 공정 후 수소 첨가 공정 전의 작동 용액의 일부를 발출하여, 이것을 입상 알루미나에 접촉시키는, 재생 반응을 실시해도 된다.Although the regeneration of the working solution by alkali treatment has been described so far, in the present invention, alkali treatment and known regeneration treatment may be combined. For example, separately from the alkali treatment, a regeneration reaction in which a part of the working solution is extracted after the extraction step and before the hydrogenation step is brought into contact with granular alumina may be performed.

실시예Example

이하에 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.The present invention will be more specifically described below by way of examples, but the present invention is not limited by the following examples.

<가스 크로마토그래피 (GC) 분석><Gas chromatography (GC) analysis>

하기 조건으로, 실시예 및 비교예에 있어서의 작동 용액 중의 아밀안트라퀴논, 아밀테트라하이드로안트라퀴논 및 아밀안트라하이드로퀴논류 (아밀안트라퀴논과 아밀테트라하이드로안트라하이드로퀴논) 를 GC 로 측정하여, 분석하였다.Amylanthraquinone, amyltetrahydroanthraquinone and amylanthrahydroquinones (amylanthraquinone and amyltetrahydroanthrahydroquinone) in the working solutions in Examples and Comparative Examples were measured by GC under the following conditions and analyzed. .

장치 : 시마즈 제작소 제조 GC-2014Apparatus: GC-2014 manufactured by Shimadzu Corporation

검출기 : 수소염 이온화 검출기 (FID)Detector: Hydrogen Salt Ionization Detector (FID)

분석 칼럼 : Restek 사 제조 Rtx-50Analysis column: Rtx-50 manufactured by Restek

(길이 30 m, 내경 0.25 ㎜, 막 두께 0.5 ㎛) (length 30 m, inner diameter 0.25 mm, film thickness 0.5 μm)

캐리어 가스 : HeCarrier gas: He

시료 도입부 온도 : 250 ℃Sample inlet temperature: 250 ℃

검출기 온도 : 310 ℃Detector temperature: 310℃

시료 도입량 : 1 ㎕Sample introduction amount: 1 μl

스플릿비 : 50Split ratio: 50

승온 프로그램 : 110 ℃ (8 분 유지) → 승온 10 ℃/분 → 310 ℃ (10 분 유지)Temperature increase program: 110 ℃ (keep 8 minutes) → increase temperature 10 ℃/min → 310 ℃ (keep 10 minutes)

<pH 측정><pH measurement>

후처리 후의 재생 작동 용액 중의 알칼리 금속 화합물의 잔존에 대해, pH 의 측정에 의해 판단하였다. 구체적으로는, 후처리 후의 작동 용액을 정치하고, 분리된 수층의 pH 를 pH 미터로 측정하였다.The residual alkali metal compound in the regeneration working solution after the post-treatment was judged by measuring the pH. Specifically, the working solution after the post-treatment was left still, and the pH of the separated aqueous layer was measured with a pH meter.

장치 : 호리바 제작소 제조 pH 미터 D-74Apparatus: pH meter D-74 manufactured by Horiba Mfg.

전극 : 호리바 제작소 제조 pH 전극 9625-10DElectrode: pH electrode 9625-10D manufactured by Horiba Mfg.

pH 교정용 시약 :Reagents for pH calibration:

중성 인산염 pH 표준액 (후지 필름 와코 순약 주식회사 제조) pH 6.86 Neutral phosphate pH standard solution (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) pH 6.86

프탈산염 pH 표준액 (후지 필름 와코 순약 주식회사 제조) pH 4.01 Phthalate pH standard solution (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) pH 4.01

붕산염 pH 표준액 (후지 필름 와코 순약 주식회사 제조) pH 9.18 Borate pH standard solution (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) pH 9.18

<실시예 1><Example 1>

(수소 첨가 처리)(hydrogenation treatment)

아밀안트라퀴논을 0.543 ㏖/ℓ 의 농도로 함유하고, 아밀테트라하이드로안트라퀴논을 0.053 ㏖/ℓ 의 농도로 함유하고, 또한, 혼합 유기 용매 (슈도쿠멘 : 디이소부틸카르비놀 = 55 : 45) 를 사용하고 있는 작동 용액을 준비하였다. 이 작동 용액은, 실제로 플랜트에서 반복하여 사용되어 온 작동 용액이었다. 이하, 이 작동 용액을 수소 첨가 전 작동 용액이라고 부른다.Contains amylanthraquinone at a concentration of 0.543 mol/L, and contains amyltetrahydroanthraquinone at a concentration of 0.053 mol/L, and a mixed organic solvent (pseudocumene: diisobutylcarbinol=55:45) A working solution using This working solution was actually a working solution that had been repeatedly used in the plant. Hereinafter, this working solution is referred to as a working solution before hydrogenation.

이 수소 첨가 전 작동 용액에 수소 첨가 처리를 실시하여, 아밀안트라하이드로퀴논류 0.020 ㏖/ℓ 를 함유하는 작동 용액을 준비하였다. 수소 첨가 처리에서는, 수소 첨가 전 작동 용액 50 ㎖ 와, 실리카·알루미나에 팔라듐을 담지시킨 수소화 촉매 100 ㎎ 을 플라스크에 채취하여, 기상부의 수소 치환을 실시하고, 교반에 의해 환원을 실시하였다. 환원량 (아밀안트라하이드로퀴논류 농도) 은 수소 흡수량으로부터 계산하였다. 소정의 수소 흡수량에 도달한 후에, 작동 용액을 디스포저블 시린지와 카트리지 필터를 사용하여 촉매와 여과 분리하여, 수소 첨가 반응이 완료된 작동 용액을 얻었다.This working solution before hydrogenation was subjected to hydrogenation treatment to prepare a working solution containing 0.020 mol/L of amylanthrahydroquinones. In the hydrogenation treatment, 50 ml of the working solution before hydrogenation and 100 mg of a hydrogenation catalyst in which palladium was supported on silica/alumina were collected in a flask, hydrogen was replaced in the gas phase, and reduced by stirring. The reduction amount (amylanthrahydroquinone concentration) was calculated from the hydrogen absorption amount. After reaching a predetermined hydrogen absorption amount, the working solution was separated from the catalyst by filtration using a disposable syringe and a cartridge filter to obtain a working solution in which the hydrogenation reaction was completed.

(알칼리 처리)(alkaline treatment)

이 수소 첨가 반응이 완료된 작동 용액을, 피처리 작동 용액으로서 사용하여, 알칼리와 접촉시켰다. 피처리 작동 용액 50 ㎖ 를, 1 ㏖/ℓ 의 수산화나트륨 수용액 50 ㎖ 와 교반 접촉시켰다. 교반은 질소를 통기시키고, 50 ℃ 의 탕욕 상에서 실시하였다. 15 분 후, 교반을 정지시키고, 작동 용액과 수산화나트륨 수용액을 분액 깔때기에 의해 분리하여, 재생 작동 용액 A 를 얻었다.The working solution in which the hydrogenation reaction was completed was used as a working solution to be treated and brought into contact with alkali. 50 ml of the working solution to be treated was brought into stirring contact with 50 ml of a 1 mol/L aqueous sodium hydroxide solution. Stirring was carried out on a 50°C hot water bath by venting nitrogen. After 15 minutes, stirring was stopped, and the working solution and the aqueous sodium hydroxide solution were separated by a separatory funnel to obtain a regenerated working solution A.

(산 처리)(acid treatment)

얻어진 재생 작동 용액 A 를 1 ㏖/ℓ 의 질산 50 ㎖ 와 교반 접촉시켰다. 교반은 질소를 통기시키고, 50 ℃ 의 탕욕 상에서 실시하였다. 15 분 후, 교반을 정지시키고, 작동 용액과 질산을 분액 깔때기로 분리하여, 재생 작동 용액 B 를 얻었다.The obtained regeneration working solution A was brought into stirring contact with 50 ml of 1 mol/L nitric acid. Stirring was carried out on a 50°C hot water bath by venting nitrogen. After 15 minutes, stirring was stopped, and the working solution and nitric acid were separated with a separatory funnel to obtain a regenerated working solution B.

(수세)(wash)

얻어진 재생 작동 용액 B 를 순수 50 ㎖ 와 교반 접촉시켰다. 교반은 질소를 통기시키고, 50 ℃ 의 탕욕 상에서 실시하였다. 15 분 후, 교반을 정지시키고, 작동 용액과 순수를 분액 깔때기로 분리하여, 재생 작동 용액 C 를 얻었다.The obtained regeneration working solution B was brought into stirring contact with 50 ml of pure water. Stirring was carried out on a 50°C hot water bath by venting nitrogen. After 15 minutes, stirring was stopped, and the working solution and pure water were separated by a separatory funnel to obtain a regenerated working solution C.

<실시예 2><Example 2>

아밀안트라하이드로퀴논류 0.050 ㏖/ℓ 를 함유하는 피처리 작동 용액을 얻어, 이것을 사용한 점 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 수소 첨가 처리, 알칼리 처리, 산 처리 및 수세를 실시하여, 재생 작동 용액 C 를 얻었다.Hydrogenation treatment, alkali treatment, acid treatment and washing with water were carried out in the same manner as in Example 1 except that a working solution to be treated containing 0.050 mol/L of amylanthrahydroquinones was obtained and used, and regeneration working solution C got

<실시예 3><Example 3>

아밀안트라하이드로퀴논류 0.100 ㏖/ℓ 를 함유하는 피처리 작동 용액을 얻어, 이것을 사용한 점 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 수소 첨가 처리, 알칼리 처리, 산 처리 및 수세를 실시하여, 재생 작동 용액 C 를 얻었다.Hydrogenation treatment, alkali treatment, acid treatment and water washing were carried out in the same manner as in Example 1 except that a working solution to be treated containing 0.100 mol/L of amylanthrahydroquinones was obtained, and this was used. got

<실시예 4><Example 4>

아밀안트라하이드로퀴논류 0.150 ㏖/ℓ 를 함유하는 피처리 작동 용액을 얻어, 이것을 사용한 점 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 수소 첨가 처리, 알칼리 처리, 산 처리 및 수세를 실시하여, 재생 작동 용액 C 를 얻었다.Hydrogenation treatment, alkali treatment, acid treatment and water washing were carried out in the same manner as in Example 1 except that a working solution to be treated containing 0.150 mol/L of amylanthrahydroquinones was obtained, and this was used. got

<실시예 5><Example 5>

아밀안트라하이드로퀴논류의 농도가 0.000 ㏖/ℓ 인 피처리 작동 용액을 얻어, 이것을 사용한 점 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 수소 첨가 처리, 알칼리 처리, 산 처리 및 수세를 실시하여, 재생 작동 용액 C 를 얻었다. 아밀안트라하이드로퀴논류의 농도가 0.000 ㏖/ℓ 인 피처리 작동 용액이란 실시예 1 에 기재된 수소 첨가 처리에서 수소 흡수량을 0 으로 하여 얻은 작동 용액이다.Hydrogenation treatment, alkali treatment, acid treatment and washing with water were carried out in the same manner as in Example 1, except that a working solution to be treated having a concentration of amylanthrahydroquinones of 0.000 mol/L was obtained and this was used to obtain a regenerated working solution. C was obtained. The working solution to be treated having a concentration of amylanthrahydroquinones of 0.000 mol/L is a working solution obtained by setting the hydrogen absorption to zero in the hydrogenation treatment described in Example 1.

<비교예 1><Comparative Example 1>

아밀안트라하이드로퀴논류 0.200 ㏖/ℓ 를 함유하는 피처리 작동 용액을 얻어, 이것을 사용한 점 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 수소 첨가 처리, 알칼리 처리, 산 처리 및 수세를 실시하여, 재생 작동 용액 C 를 얻었다.Hydrogenation treatment, alkali treatment, acid treatment and washing with water were carried out in the same manner as in Example 1 except that a working solution to be treated containing 0.200 mol/L of amylanthrahydroquinones was obtained and used, and regeneration working solution C got

표 1 에, 상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 수소 첨가 전 작동 용액, 피처리 작동 용액 및 재생 작동 용액 C 에 대해, 아밀안트라퀴논 농도 (표 중에서는 AmAQ 농도라고 기재), 아밀테트라하이드로안트라퀴논 농도 (표 중에서는 AmTHAQ 농도라고 기재) 를 나타낸다. 또, 피처리 작동 용액에 대해서는, 아밀안트라하이드로퀴논류 농도 (표 중에서는 AmHQ 류 농도라고 기재) 도 나타낸다.Table 1 shows the amylanthraquinone concentrations (referred to as AmAQ concentrations in the table) and amyltetrahydroanthraquinone concentrations for the working solution before hydrogenation, the working solution to be treated, and the working solution C for regeneration obtained in the above Examples and Comparative Examples. (in the table, it is described as AmTHAQ concentration) is shown. In addition, for the working solution to be treated, the concentration of amylanthrahydroquinones (described as the concentration of AmHQ in the table) is also shown.

게다가, 하기 식을 사용하여 아밀안트라퀴논류의 증가율을 산출하여, 아밀안트라퀴논류의 증가율과 피처리 작동 용액 중의 아밀안트라하이드로퀴논류 농도의 관계를 도 2 에 나타냈다.Furthermore, the increase rate of amylanthraquinones was calculated using the following formula, and the relationship between the increase rate of amylanthraquinones and the concentration of amylanthrahydroquinones in the working solution to be treated is shown in FIG. 2 .

아밀안트라퀴논류의 증가율 = (재생 작동 용액 C 중의 AmAQ 농도 + 재생 작동 용액 C 중의 AmTHAQ 농도)/(피처리 작동 용액 중의 AmAQ 농도 + 피처리 작동 용액 중의 AmTHAQ 농도 + 피처리 작동 용액 중의 AmHQ 류 농도) × 100Increase rate of amylanthraquinones = (AmAQ concentration in regeneration working solution C + AmTHAQ concentration in regeneration working solution C)/(AmAQ concentration in working solution to be treated + AmTHAQ concentration in working solution to be treated + AmHQ concentration in working solution to be treated ) × 100

Figure pct00005
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이들 결과로부터, 피처리 작동 용액 중의 아밀안트라하이드로퀴논류 농도에 의해 아밀안트라퀴논의 재생량이 변화하는 것을 알아내었다. 실시예 1 ∼ 5 에서는, 재생 작동 용액 C 중의 AmAQ 농도가 수소 첨가 전 작동 용액 중 (0.543 ㏖/ℓ) 보다 상승되어 있었다. 알칼리 처리에 의한 아밀안트라퀴논 재생 효과는, 아밀안트라하이드로퀴논류 농도가 0.02 ∼ 0.10 ㏖/ℓ, 특히 0.05 ∼ 0.10 ㏖/ℓ 의 범위에 있을 때 우수하였다. 또한, 아밀안트라하이드로퀴논류 농도가 0.05 ∼ 0.10 ㏖/ℓ 일 때, 하기 식으로 나타내는 수소 첨가율은 8 ∼ 16 % 였다.From these results, it was found that the amount of amylanthraquinone regenerated varies depending on the concentration of amylanthrahydroquinones in the working solution to be treated. In Examples 1 to 5, the AmAQ concentration in the regeneration working solution C was higher than in the working solution before hydrogenation (0.543 mol/L). The amylanthraquinone regeneration effect by the alkali treatment was excellent when the amylanthrahydroquinone concentration was in the range of 0.02 to 0.10 mol/L, particularly 0.05 to 0.10 mol/L. Moreover, when the amylanthrahydroquinones concentration was 0.05-0.10 mol/L, the hydrogenation rate represented by a following formula was 8 to 16 %.

수소 첨가율 (%) = 피처리 작동 용액 중의 아밀안트라하이드로퀴논류 농도 (㏖/ℓ)/수소 첨가 전 작동 용액 중의 아밀안트라퀴논과 아밀테트라하이드로안트라퀴논의 합계 (㏖/ℓ) × 100Hydrogenation rate (%) = Concentration of amylanthrahydroquinones in the working solution to be treated (mol/L)/sum of amylanthraquinone and amyltetrahydroanthraquinone in the working solution before hydrogenation (mol/L) x 100

아밀안트라하이드로퀴논류를 함유하지 않는 (수소 첨가 처리 없음) 알칼리 처리에서는 아밀안트라퀴논 농도는 0.545 ㏖/ℓ 까지의 상승에 그치는 점에서, 아밀안트라하이드로퀴논류 농도를 상기 범위로 함으로써 아밀안트라하이드로퀴논류를 함유하지 않는 조건을 상회하는 아밀안트라퀴논 재생 효과를 얻을 수 있었다.In alkali treatment not containing amylanthrahydroquinones (no hydrogenation treatment), the amylanthraquinone concentration only increases to 0.545 mol/L, so by making the amylanthrahydroquinone concentration within the above range, amylanthrahydroquinone The amylanthraquinone regeneration effect exceeding the condition in which non-non-current was not contained was obtained.

<실시예 6><Example 6>

알칼리 금속 화합물과의 접촉 후에 실시하는 산과의 혼합에 대해, 실험을 실시하였다. 앞서 서술한 바와 같이, 과산화수소 제조 프로세스에 있어서, 알칼리 금속 화합물이 과산화수소와 접촉하면, 과산화수소의 분해가 촉진된다. 이 과산화수소의 분해 반응은, 플랜트 내에서의 압력의 급상승이나 폭발과 같은 재해를 일으킬 가능성이 있어, 피해야만 한다. 요컨대, 알칼리 금속과 접촉한 후의 작동 용액을 산과 접촉시키는 조건은, 플랜트의 안전, 안정 운전에 매우 중요하다.An experiment was conducted about mixing with an acid carried out after contact with an alkali metal compound. As described above, in the hydrogen peroxide production process, when the alkali metal compound comes into contact with hydrogen peroxide, decomposition of hydrogen peroxide is promoted. This decomposition reaction of hydrogen peroxide may cause a disaster such as a sudden rise in pressure or an explosion in the plant, and must be avoided. In short, the conditions for bringing the working solution into contact with the acid after contact with the alkali metal are very important for the safety and stable operation of the plant.

(수소 첨가 처리)(hydrogenation treatment)

아밀안트라퀴논을 0.543 ㏖/ℓ 의 농도로 함유하고, 아밀테트라하이드로안트라퀴논을 0.053 ㏖/ℓ 의 농도로 함유하고, 또한, 혼합 유기 용매 (슈도쿠멘 : 디이소부틸카르비놀 = 55 : 45) 를 사용하고 있는 작동 용액을 준비하였다. 이 작동 용액은, 실제로 플랜트에서 반복하여 사용되어 온 작동 용액이었다. 이 작동 용액에 수소 첨가 처리를 실시하여, 아밀안트라하이드로퀴논류 0.100 ㏖/ℓ 를 함유하는 피처리 작동 용액을 준비하였다. 수소 첨가 처리에서는, 수소 첨가 전의 작동 용액 500 ㎖ 와, 실리카·알루미나에 팔라듐을 담지시킨 수소화 촉매 1000 ㎎ 을 플라스크에 채취하여, 기상부의 수소 치환을 실시하고, 교반에 의해 환원을 실시하였다. 환원량 (아밀안트라하이드로퀴논류 농도) 은 수소 흡수량으로부터 계산하였다. 소정의 수소 흡수량에 도달한 후에, 작동 용액을 디스포저블 시린지와 카트리지 필터를 사용하여 촉매와 여과 분리하여, 피처리 작동 용액을 얻었다.Contains amylanthraquinone at a concentration of 0.543 mol/L, and contains amyltetrahydroanthraquinone at a concentration of 0.053 mol/L, and a mixed organic solvent (pseudocumene: diisobutylcarbinol=55:45) A working solution using This working solution was actually a working solution that had been repeatedly used in the plant. This working solution was subjected to hydrogenation treatment to prepare a working solution to be treated containing 0.100 mol/L of amylanthrahydroquinones. In the hydrogenation treatment, 500 ml of the working solution before hydrogenation and 1000 mg of a hydrogenation catalyst in which palladium was supported on silica/alumina were collected in a flask, hydrogen was replaced in the gas phase, and reduced by stirring. The reduction amount (amylanthrahydroquinone concentration) was calculated from the hydrogen absorption amount. After reaching a predetermined amount of hydrogen absorption, the working solution was separated from the catalyst by filtration using a disposable syringe and a cartridge filter to obtain a working solution to be treated.

(알칼리 처리)(alkaline treatment)

이 피처리 작동 용액 500 ㎖ 와 2.0 ㏖/ℓ 수산화나트륨 수용액 25 ㎖ 를 1 ℓ 비커에 넣고 5 분간 교반하였다. 교반은, 질소를 통기시키고, 25 ℃ 에서 실시하였다. 교반을 정지시킨 후, 작동 용액과 수산화나트륨 수용액을 분액 깔때기에 의해 분리하여, 재생 작동 용액 D 를 얻었다.500 ml of the working solution to be treated and 25 ml of a 2.0 mol/L sodium hydroxide aqueous solution were placed in a 1 L beaker and stirred for 5 minutes. Stirring was performed at 25 degreeC by venting nitrogen. After stopping the stirring, the working solution and the aqueous sodium hydroxide solution were separated by a separatory funnel to obtain a regenerated working solution D.

(산 처리)(acid treatment)

얻어진 재생 작동 용액 D 를 1 ㏖/ℓ 의 질산 50 ㎖ 와 교반 접촉시켰다. 교반은 질소를 통기시키고, 25 ℃ 에서 실시하였다. 15 분 후, 교반을 정지시키고, 작동 용액과 질산을 분액 깔때기로 분리하여, 재생 작동 용액 E 를 얻었다.The obtained regeneration working solution D was brought into stirring contact with 50 ml of 1 mol/L nitric acid. Stirring was carried out at 25°C by venting nitrogen. After 15 minutes, stirring was stopped, and the working solution and nitric acid were separated with a separatory funnel to obtain a regenerated working solution E.

(수세)(wash)

얻어진 재생 작동 용액 E 를 순수 50 ㎖ 와 교반 접촉시켰다. 교반은 질소를 통기시키고, 25 ℃ 에서 실시하였다. 5 분 후, 교반을 정지시키고, 작동 용액과 수층을 분액 깔때기로 분리하였다.The obtained regeneration working solution E was brought into stirring contact with 50 ml of pure water. Stirring was carried out at 25°C by venting nitrogen. After 5 minutes, stirring was stopped, and the working solution and the aqueous layer were separated by a separatory funnel.

<실시예 7><Example 7>

산 처리에 0.5 ㏖/ℓ 질산을 사용한 점 이외에는, 실시예 6 과 동일하게 하여 알칼리 처리, 산 처리 및 수세를 실시하고, 작동 용액과 수층을 분액 깔때기로 분리하였다.Alkali treatment, acid treatment and water washing were carried out in the same manner as in Example 6 except that 0.5 mol/L nitric acid was used for the acid treatment, and the working solution and the aqueous layer were separated with a separatory funnel.

<실시예 8><Example 8>

산 처리에 0.35 ㏖/ℓ 질산을 사용한 점 이외에는, 실시예 6 과 동일하게 하여 알칼리 처리, 산 처리 및 수세를 실시하고, 작동 용액과 수층을 분액 깔때기로 분리하였다.Alkali treatment, acid treatment and water washing were carried out in the same manner as in Example 6 except that 0.35 mol/L nitric acid was used for the acid treatment, and the working solution and the aqueous layer were separated with a separatory funnel.

<실시예 9><Example 9>

산 처리에 0.25 ㏖/ℓ 질산을 사용한 점 이외에는, 실시예 6 과 동일하게 하여 알칼리 처리, 산 처리 및 수세를 실시하고, 작동 용액과 수층을 분액 깔때기로 분리하였다.Alkali treatment, acid treatment and water washing were carried out in the same manner as in Example 6 except that 0.25 mol/L nitric acid was used for the acid treatment, and the working solution and the aqueous layer were separated with a separatory funnel.

표 2 및 도 3 에, 상기 실시예 6 ∼ 9 에서 얻어진 수층에 대해, pH 측정 결과를 나타낸다.In Table 2 and FIG. 3, about the aqueous layer obtained in the said Examples 6-9, the pH measurement result is shown.

Figure pct00006
Figure pct00006

실시예 6 ∼ 9 에서는, 충분한 양의 아밀안트라퀴논류가 얻어지고 있었다. 산 처리에 사용하는 질산의 농도가 0.35 ㏖/ℓ 이상인 경우에는, 재생 작동 용액에 접촉 후의 순수의 pH 가 7 을 충분히 하회하고 있어, 재생 작동 용액으로부터 알칼리 금속 화합물이 제거되어 있었다. 한편으로 질산 농도가 0.25 ㏖/ℓ 인 경우에는, 재생 작동 용액 접촉 후의 순수의 pH 가 7 을 초과하고 있어, 알칼리 금속 화합물의 일부가 재생 작동 용액에 잔류하고 있었다. 따라서, 재생 작동 용액으로부터 알칼리 금속 화합물을 충분히 제거하기 위해서는, 바람직하게는 0.25 ㏖/ℓ 보다 높은 농도, 보다 바람직하게는 0.35 ㏖/ℓ 이상의 농도의 질산을 사용하여 산 처리를 실시하면 되는 것이 나타났다. 게다가, 질산이 진할수록 알칼리 금속 화합물의 제거 효과도 향상된다고 생각되지만, 제거 효과와 비용면 및 안전면의 밸런스의 관점에서는, 0.50 ㏖/ℓ 이상 3 ㏖/ℓ 미만의 농도의 질산을 사용하여 산 처리를 실시하는 것이 바람직하다.In Examples 6-9, a sufficient amount of amylanthraquinones was obtained. When the concentration of nitric acid used for acid treatment was 0.35 mol/L or more, the pH of the pure water after contacting the regeneration working solution was sufficiently below 7, and the alkali metal compound was removed from the regeneration working solution. On the other hand, when the nitric acid concentration was 0.25 mol/L, the pH of the pure water after contacting the regeneration working solution was over 7, and a part of the alkali metal compound remained in the regeneration working solution. Therefore, it has been shown that in order to sufficiently remove the alkali metal compound from the regeneration working solution, acid treatment can be carried out using nitric acid, preferably at a concentration higher than 0.25 mol/L, more preferably at a concentration of 0.35 mol/L or higher. Furthermore, although it is thought that the removal effect of an alkali metal compound is improved as nitric acid is thick, from a viewpoint of the balance of a removal effect, cost and safety point, acid treatment using nitric acid with a concentration of 0.50 mol/L or more and less than 3 mol/L It is preferable to carry out

상기한 각종 실시예/비교예는, 본 발명의 처리에 의해 안트라퀴논류가 재생되는 것을 입증하고 있지만, 안트라퀴논류의 재생이, 부생물 (안트라퀴논 유도체) 로부터 안트라퀴논류로의 재생인 것을 직접적으로 입증하기 위해, 이하의 실험을 실시하였다.Although the above-mentioned various Examples/Comparative Examples demonstrate that anthraquinones are regenerated by the treatment of the present invention, it is found that regeneration of anthraquinones is regeneration from by-products (anthraquinone derivatives) to anthraquinones. To directly prove it, the following experiment was conducted.

<실시예 10><Example 10>

전술한 일반식 (d) ∼ (e) 에 나타내는 알킬옥시안트론에 대해, 과산화수소의 제조에 유용한 안트라퀴논류로의 재생에 관한 실험을 실시하였다.With respect to the alkyloxyanthrones represented by the general formulas (d) to (e) described above, an experiment was conducted on the regeneration to anthraquinones useful for the production of hydrogen peroxide.

구체적으로는, 수소 첨가 전 작동 용액으로서, 아밀안트라퀴논 (AmAQ) 을 0.509 ㏖/ℓ 의 농도로 함유하고, 아밀옥시안트론 (AmOX) 을 0.012 ㏖/ℓ 의 농도로 함유하고, 또한 혼합 유기 용매 (슈도쿠멘 : 디이소부틸카르비놀 = 55 : 45) 를 사용하고 있는 작동 용액을 사용하는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 재생 작동 용액 C 를 얻었다. 그 결과, 재생 작동 용액 C 에 함유되는 아밀안트라퀴논 (AmAQ) 의 농도는 0.527 ㏖/ℓ, 아밀옥시안트론 (AmOX) 의 농도는 0.001 ㏖/ℓ 였다.Specifically, as the working solution before hydrogenation, amylanthraquinone (AmAQ) is contained in a concentration of 0.509 mol/L, amyloxyanthrone (AmOX) is contained in a concentration of 0.012 mol/L, and a mixed organic solvent A regenerated working solution C was obtained in the same manner as in Example 1 except that a working solution using (pseudocumene: diisobutylcarbinol = 55:45) was used. As a result, the concentration of amylanthraquinone (AmAQ) contained in the regeneration working solution C was 0.527 mol/L, and the concentration of amyloxyanthrone (AmOX) was 0.001 mol/L.

재생 작동 용액 C 에서는 아밀옥시안트론이 크게 감소되어 있어, 충분한 아밀옥시안트론의 아밀안트라퀴논으로의 재생 효과를 얻을 수 있었다.In the regeneration working solution C, the amount of amyloxyanthrone was greatly reduced, and a sufficient regeneration effect of amyloxyanthrone to amylanthraquinone was obtained.

<실시예 11><Example 11>

전술한 일반식 (a) 에 나타내는 알킬테트라하이드로안트라퀴논에폭시드가 과산화수소의 제조에 유용한 안트라퀴논류로 재생되는 현상에 대해 실험을 실시하였다.An experiment was conducted on a phenomenon in which the alkyltetrahydroanthraquinone epoxide represented by the aforementioned general formula (a) is regenerated into anthraquinones useful for the production of hydrogen peroxide.

구체적으로는, 수소 첨가 전 작동 용액으로서, 혼합 유기 용매 (슈도쿠멘 : 디이소부틸카르비놀 = 60 : 40) 에 대해, 아밀테트라하이드로안트라퀴논에폭시드를 소정량 용해시켜, 아밀테트라하이드로안트라퀴논에폭시드 0.016 ㏖/ℓ, 아밀안트라퀴논 0.092 ㏖/ℓ, 아밀테트라하이드로안트라퀴논 0.000 ㏖/ℓ 를 함유하는 작동 용액 50 ㎖ 를 사용하는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 재생 작동 용액 C 를 얻었다. 그 결과, 재생 작동 용액 C 에 함유되는 아밀테트라하이드로안트라퀴논에폭시드 (AmTHEP) 의 농도는 0.003 ㏖/ℓ, 아밀테트라하이드로안트라퀴논 (AmTHAQ) 의 농도는 0.009 ㏖/ℓ, 아밀안트라퀴논 (AmAQ) 의 농도는 0.094 ㏖/ℓ 였다.Specifically, as a working solution before hydrogenation, a predetermined amount of amyltetrahydroanthraquinone epoxide is dissolved in a mixed organic solvent (pseudocumene: diisobutylcarbinol = 60: 40), and amyltetrahydroanthraquinone is Regeneration working solution C was prepared in the same manner as in Example 1 except that 50 ml of a working solution containing 0.016 mol/L of epoxide, 0.092 mol/L of amylanthraquinone and 0.000 mol/L of amyltetrahydroanthraquinone was used. got it As a result, the concentration of amyltetrahydroanthraquinoneepoxide (AmTHEP) contained in the regeneration working solution C was 0.003 mol/L, the concentration of amyltetrahydroanthraquinone (AmTHAQ) was 0.009 mol/L, and amylanthraquinone (AmAQ) The concentration of was 0.094 mol/L.

재생 작동 용액 C 에서는 아밀테트라하이드로안트라퀴논에폭시드가 크게 감소되어 있고, 재생처인 아밀테트라하이드로안트라퀴논이 증가되어 있었다. 따라서, 충분한 아밀테트라하이드로안트라퀴논에폭시드의 아밀테트라하이드로안트라퀴논으로의 재생 효과를 얻을 수 있었다.In the regeneration working solution C, the amount of amyltetrahydroanthraquinone epoxide was greatly reduced and the amount of amyltetrahydroanthraquinone as the regeneration destination was increased. Accordingly, sufficient regenerating effect of amyltetrahydroanthraquinone epoxide to amyltetrahydroanthraquinone was obtained.

<실시예 12><Example 12>

전술한 일반식 (b), (c) 에 나타내는 알킬안트론이 과산화수소의 제조에 유용한 안트라퀴논류로 재생되는 현상에 대해 실험을 실시하였다.An experiment was conducted on a phenomenon in which the alkylanthrones represented by the aforementioned general formulas (b) and (c) are regenerated into anthraquinones useful for the production of hydrogen peroxide.

구체적으로는, 알킬안트론이 실기 플랜트의 작동 용액 중에 통상적으로 함유되는 양으로는 적기 때문에, 알킬기를 갖고 있지 않은 (R = 수소) 안트론 (안트론, 후지 필름 와코 순약사 제조, 와코 특급) 을 사용하여 실험을 실시하였다. 단, 후지 필름 와코 순약에서는 안트론을 안트론이라고 기재하고 있다.Specifically, since the amount of alkylanthrone normally contained in the working solution of the actual plant is small, (R=hydrogen) anthron having no alkyl group (Anthron, Fujifilm Wako Pure Pharmaceutical Co., Ltd., Wako Co., Ltd.) The experiment was conducted using However, in Fujifilm Wako Pure Medicine, Anthron is described as Anthron.

수소 첨가 전 작동 용액으로서, 혼합 유기 용매 (슈도쿠멘 : 디이소부틸카르비놀 = 60 : 40) 에 대해, 안트론을 소정량 용해시켜, 안트론 0.050 ㏖/ℓ 를 함유하는 작동 용액 50 ㎖ 를 사용하는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 재생 작동 용액 C 를 얻었다. 피작동 용액 및 재생 작동 용액 C 에 함유되는 안트론 (AN) 의 농도는 0.032 ㏖/ℓ, 안트라퀴논 (AQ) 의 농도는 0.020 ㏖/ℓ 였다.As a working solution before hydrogenation, a predetermined amount of anthrone was dissolved in a mixed organic solvent (pseudocumene: diisobutylcarbinol = 60: 40), and 50 ml of a working solution containing 0.050 mol/L of anthrone was prepared. A regeneration working solution C was obtained in the same manner as in Example 1 except for use. The concentration of anthrone (AN) contained in the working solution and the regeneration working solution C was 0.032 mol/L, and the concentration of anthraquinone (AQ) was 0.020 mol/L.

재생 작동 용액 C 에서는 안트론이 감소되고, 재생처인 안트라퀴논이 증가되어 있었다. 따라서, 충분한 안트론의 안트라퀴논으로의 재생 효과를 얻을 수 있었다.In the regeneration working solution C, anthrone was decreased and anthraquinone as a regeneration target was increased. Therefore, it was possible to obtain a sufficient regenerating effect of anthrone to anthraquinone.

상기한 실시예 10 ∼ 12 로부터, 아밀테트라하이드로안트라퀴논에폭시드, 아밀옥시안트론, 안트론이 아밀안트라퀴논류로 재생되었던 것이 확인되었다. 단, 이것들 이외에 아직 동정 (同定) 되어 있지 않은 안트라퀴논 부생성물도 안트라퀴논류로 재생됨으로써, 알칼리 처리 후의 작동 용액 중의 안트라퀴논류의 농도 향상에 공헌하고 있을 가능성은 충분히 있다고 추찰된다.From Examples 10 to 12, it was confirmed that amyltetrahydroanthraquinone epoxide, amyloxyanthrone and anthrone were regenerated into amylanthraquinones. However, it is presumed that there is a sufficient possibility that, besides these, anthraquinone byproducts that have not yet been identified are also regenerated into anthraquinones, thereby contributing to the improvement of the concentration of anthraquinones in the working solution after alkali treatment.

<실시예 13><Example 13>

질산이 아니라 인산을 사용하여, 실시예 6 과 동일한 실험을 실시하였다. 단, 질산에 비해 인산은 약한 산이기 때문에, 산과의 접촉 횟수를 1 회에서 2 회로 늘렸다. 구체적으로는, 이하의 조작을 실시하였다.The same experiment as in Example 6 was conducted using phosphoric acid instead of nitric acid. However, since phosphoric acid is a weak acid compared to nitric acid, the number of times of contact with the acid was increased from one to two. Specifically, the following operation was performed.

(수소 첨가 및 알칼리 처리)(hydrogenation and alkali treatment)

실시예 6 과 동일한 작동 용액을 사용하여, 실시예 6 과 동일하게 하여 수소 첨가 처리 및 알칼리 처리를 실시하여, 재생 작동 용액 D 를 얻었다.Hydrogenation treatment and alkali treatment were carried out in the same manner as in Example 6 using the same working solution as in Example 6 to obtain a regenerated working solution D.

(산 처리 1 회째)(1st acid treatment)

얻어진 재생 작동 용액 D 를 1.0 ㏖/ℓ 의 인산 50 ㎖ 와 교반 접촉시켰다. 교반은 질소를 통기시키고, 25 ℃ 에서 실시하였다. 15 분 후, 교반을 정지시키고, 작동 용액과 인산을 분액 깔때기로 분리하여, 재생 작동 용액 E1 을 얻었다.The obtained regeneration working solution D was brought into stirring contact with 50 ml of 1.0 mol/L phosphoric acid. Stirring was carried out at 25°C by venting nitrogen. After 15 minutes, stirring was stopped, and the working solution and phosphoric acid were separated by a separatory funnel to obtain a regenerated working solution E1.

(산 처리 2 회째)(2nd acid treatment)

얻어진 재생 작동 용액 E1 을 1.00 ㏖/ℓ 의 인산 50 ㎖ 와 교반 접촉시켰다. 교반은 질소를 통기시키고, 25 ℃ 에서 실시하였다. 15 분 후, 교반을 정지시키고, 작동 용액과 인산을 분액 깔때기로 분리하여, 재생 작동 용액 E2 를 얻었다.The obtained regeneration working solution E1 was stirred and brought into contact with 50 ml of 1.00 mol/L phosphoric acid. Stirring was carried out at 25°C by venting nitrogen. After 15 minutes, stirring was stopped, and the working solution and phosphoric acid were separated by a separatory funnel to obtain a regenerated working solution E2.

(수세)(wash)

얻어진 재생 작동 용액 E2 를 순수 50 ㎖ 와 교반 접촉시켰다. 교반은 질소를 통기시키고, 25 ℃ 에서 실시하였다. 5 분 후, 교반을 정지시키고, 작동 용액과 수층을 분액 깔때기로 분리하였다.The obtained regeneration working solution E2 was brought into stirring contact with 50 ml of pure water. Stirring was carried out at 25°C by venting nitrogen. After 5 minutes, stirring was stopped, and the working solution and the aqueous layer were separated by a separatory funnel.

<실시예 14><Example 14>

2 회의 산 처리에 0.50 ㏖/ℓ 인산을 사용한 점 이외에는, 실시예 13 과 동일하게 하여 알칼리 처리, 산 처리 및 수세를 실시하고, 작동 용액과 수층을 분액 깔때기로 분리하였다.Alkali treatment, acid treatment and water washing were carried out in the same manner as in Example 13 except that 0.50 mol/L phosphoric acid was used for the two acid treatments, and the working solution and the water layer were separated with a separatory funnel.

<실시예 15><Example 15>

2 회의 산 처리에 0.25 ㏖/ℓ 인산을 사용한 점 이외에는, 실시예 13 과 동일하게 하여 알칼리 처리, 산 처리 및 수세를 실시하고, 작동 용액과 수층을 분액 깔때기로 분리하였다.Alkali treatment, acid treatment and water washing were carried out in the same manner as in Example 13 except that 0.25 mol/L phosphoric acid was used for the two acid treatments, and the working solution and the aqueous layer were separated with a separatory funnel.

<실시예 16><Example 16>

2 회의 산 처리에 0.13 ㏖/ℓ 인산을 사용한 점 이외에는, 실시예 13 과 동일하게 하여 알칼리 처리, 산 처리 및 수세를 실시하고, 작동 용액과 수층을 분액 깔때기로 분리하였다.Alkali treatment, acid treatment and water washing were carried out in the same manner as in Example 13 except that 0.13 mol/L phosphoric acid was used for the two acid treatments, and the working solution and the aqueous layer were separated with a separatory funnel.

표 3 및 도 4 에, 상기 실시예 13 ∼ 16 에서 얻어진 수층에 대해, pH 측정 결과를 나타낸다.In Table 3 and FIG. 4, about the aqueous layer obtained in the said Examples 13-16, the pH measurement result is shown.

Figure pct00007
Figure pct00007

실시예 13 ∼ 16 에서는, 충분한 양의 아밀안트라퀴논류가 얻어지고 있었다. 산 처리에 사용하는 인산의 농도가 0.25 ㏖/ℓ 이상인 경우에는, 재생 작동 용액에 순수를 접촉시킨 후의 수층의 pH 가 7 을 충분히 하회하고 있어, 재생 작동 용액으로부터 알칼리 금속 화합물이 충분히 제거되어 있었다. 한편으로 질산 농도가 0.13 ㏖/ℓ 인 경우에는, 재생 작동 용액 접촉에 순수를 접촉시킨 후의 수층의 pH 가 7 을 초과하고 있어, 알칼리 금속 화합물은, 일부 재생 작동 용액에 잔류하고 있었다. 따라서, 재생 작동 용액으로부터 알칼리 금속 화합물을 충분히 제거하기 위해서는, 바람직하게는 0.25 ㏖/ℓ 이상의 농도의 인산을 사용하여 산 처리를 실시하면 되는 것이 나타났다. 게다가, 질산이 진할수록 알칼리 금속 화합물의 제거 효과도 향상되는 것으로 생각되지만, 제거 효과와 비용면 및 안전면의 밸런스의 관점에서는, 0.50 ㏖/ℓ 이상 3 ㏖/ℓ 미만의 농도의 인산을 사용하여 산 처리를 실시하는 것이 바람직한 것을 알 수 있었다.In Examples 13 to 16, a sufficient amount of amylanthraquinones was obtained. When the concentration of phosphoric acid used for acid treatment was 0.25 mol/L or more, the pH of the aqueous layer after contacting the pure water with the regeneration working solution was sufficiently below 7, and the alkali metal compound was sufficiently removed from the regeneration working solution. On the other hand, when the nitric acid concentration was 0.13 mol/L, the pH of the aqueous layer after bringing the pure water into contact with the working solution for regeneration exceeded 7, and some alkali metal compounds remained in the working solution for regeneration. Therefore, it has been shown that in order to sufficiently remove the alkali metal compound from the regeneration working solution, it is preferable to carry out acid treatment using phosphoric acid at a concentration of 0.25 mol/L or more. In addition, it is thought that the stronger the nitric acid, the better the removal effect of the alkali metal compound, but from the viewpoint of the balance between the removal effect, cost and safety, phosphoric acid at a concentration of 0.50 mol/L or more and less than 3 mol/L is used to acid It turned out that it is preferable to perform a process.

Claims (18)

수소 첨가 공정, 산화 공정 및 추출 공정을 포함하는 안트라퀴논법에 의해 과산화수소를 제조하는 방법에 연속 사용되고 있는 작동 용액을, 알칼리 금속 화합물과 혼합함으로써 처리하는 방법으로서,
알칼리 금속 화합물과 혼합하기 전의 피처리 작동 용액으로서, 하기 일반식 (1) 또는 하기 일반식 (2) 로 나타내는 안트라하이드로퀴논류의 농도가, 0.20 ㏖/ℓ 미만인 작동 용액을 사용하는 것을 특징으로 하는 처리 방법.
Figure pct00008

(일반식 (1) 및 일반식 (2) 중, R 은, 수소 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬기를 나타낸다)
A method of treating a working solution continuously used in a method for producing hydrogen peroxide by an anthraquinone method including a hydrogenation step, an oxidation step and an extraction step by mixing with an alkali metal compound, the method comprising:
A working solution in which the concentration of anthrahydroquinones represented by the following general formula (1) or (2) is less than 0.20 mol/L is used as the working solution to be treated before mixing with the alkali metal compound processing method.
Figure pct00008

(In general formulas (1) and (2), R represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms)
제 1 항에 있어서,
상기 피처리 작동 용액이, 수소 첨가 공정 후이며 산화 공정 전에 일부를 발출한 작동 용액이거나, 혹은, 수소 첨가 공정 후이며 산화 공정 전에 일부를 발출한 작동 용액에 대해, 수소 첨가 공정 전의 작동 용액을 첨가하여 희석한 것인, 처리 방법.
The method of claim 1,
The working solution before the hydrogenation process is added to the working solution after the hydrogenation process and partially extracted before the oxidation process, or to the working solution after the hydrogenation process and partly extracted before the oxidation process A treatment method that is diluted with
제 1 항에 있어서,
상기 피처리 작동 용액이, 추출 공정 후이며 수소 첨가 공정 전에 일부를 발출한 작동 용액인, 처리 방법.
The method of claim 1,
The treatment method, wherein the working solution to be treated is a working solution partially extracted after the extraction step and before the hydrogenation step.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안트라하이드로퀴논류의 농도가, 0.05 ∼ 0.10 ㏖/ℓ 인, 처리 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The treatment method, wherein the concentration of the anthrahydroquinones is 0.05 to 0.10 mol/L.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피처리 작동 용액에, 추가로, 하기 일반식 (a) ∼ (e) 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 안트라퀴논 유도체가 함유되어 있는, 처리 방법.
Figure pct00009

(일반식 (a) ∼ 일반식 (e) 중, R 은, 상기 일반식 (1) 및 (2) 와 동일한 의미를 나타낸다)
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
A treatment method, wherein the working solution to be treated further contains at least one anthraquinone derivative selected from the group consisting of the following general formulas (a) to (e).
Figure pct00009

(In general formulas (a) to (e), R has the same meaning as the general formulas (1) and (2) above)
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 R 이, 에틸기, 부틸기 또는 아밀기인, 처리 방법.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
wherein R is an ethyl group, a butyl group or an amyl group.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
0 ∼ 60 ℃ 의 온도에서, 상기 피처리 작동 용액을 알칼리 금속 화합물과 혼합하는, 처리 방법.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
A treatment method in which the working solution to be treated is mixed with an alkali metal compound at a temperature of 0 to 60°C.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피처리 작동 용액과 상기 알칼리 금속 화합물의 수용액을, 피처리 작동 용액 : 알칼리 금속 화합물 수용액 = 1 이상 : 1 (체적) 의 양으로 혼합하는, 처리 방법.
8. The method according to any one of claims 1 to 7,
and mixing the working solution to be treated and the aqueous solution of the alkali metal compound in an amount of working solution to be treated: aqueous alkali metal compound solution = 1 or more: 1 (volume).
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 알칼리 금속 화합물이, 수산화나트륨 또는 수산화칼륨인, 처리 방법.
9. The method according to any one of claims 1 to 8,
The processing method in which the said alkali metal compound is sodium hydroxide or potassium hydroxide.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
수산화나트륨의 농도가 0.5 ㏖/ℓ 이상인 수산화나트륨 수용액을 혼합하는, 처리 방법.
10. The method according to any one of claims 1 to 9,
A treatment method in which an aqueous sodium hydroxide solution having a concentration of sodium hydroxide of 0.5 mol/L or more is mixed.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피처리 작동 용액을, 라인 믹서를 사용하여 상기 알칼리 금속 화합물의 수용액과 혼합하는, 처리 방법.
11. The method according to any one of claims 1 to 10,
and mixing the working solution to be treated with the aqueous solution of the alkali metal compound using a line mixer.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
알칼리 금속 화합물과 혼합한 후에, 추가로 산을 혼합하여 후처리를 실시하는, 처리 방법.
12. The method according to any one of claims 1 to 11,
After mixing with an alkali metal compound, the processing method which performs post-processing by mixing an acid further.
제 12 항에 있어서,
상기 산이 질산 또는 인산인, 처리 방법.
13. The method of claim 12,
wherein the acid is nitric acid or phosphoric acid.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
알칼리 금속 화합물과 혼합한 후에, 추가로, 질산 또는 인산의 농도가 0.20 ㏖/ℓ 이상인 산성 수용액을 혼합하는, 처리 방법.
14. The method according to claim 12 or 13,
A treatment method in which an acidic aqueous solution having a concentration of nitric acid or phosphoric acid of 0.20 mol/L or more is further mixed after mixing with the alkali metal compound.
제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
산과의 혼합을, 교반 혼합기를 사용하여 실시하는, 처리 방법.
15. The method according to any one of claims 12 to 14,
A processing method in which mixing with an acid is performed using a stirring mixer.
제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 산을 혼합한 후에, 추가로 물을 혼합하여 후처리를 실시하는, 처리 방법.
16. The method according to any one of claims 12 to 15,
After mixing the acid, further mixing with water to perform post-treatment.
제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
후처리 후의 작동 용액을 순수와 교반하여 정치하고, 분리된 수층의 pH 가 7 이하가 되도록, 후처리를 실시하는, 처리 방법.
17. The method according to any one of claims 12 to 16,
A treatment method in which the working solution after the post-treatment is stirred with pure water and allowed to stand, and the post-treatment is performed so that the pH of the separated aqueous layer is 7 or less.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 처리된 작동 용액을 사용하여, 안트라퀴논법에 의해 과산화수소를 제조하는 것을 특징으로 하는 과산화수소의 제조 방법.A method for producing hydrogen peroxide, characterized in that hydrogen peroxide is produced by an anthraquinone method using a working solution treated by the method according to any one of claims 1 to 17.
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