NO164230B - Fremgangsmaate til fremstilling av hydrogenperoksyd. - Google Patents
Fremgangsmaate til fremstilling av hydrogenperoksyd. Download PDFInfo
- Publication number
- NO164230B NO164230B NO851133A NO851133A NO164230B NO 164230 B NO164230 B NO 164230B NO 851133 A NO851133 A NO 851133A NO 851133 A NO851133 A NO 851133A NO 164230 B NO164230 B NO 164230B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- solution
- hydrogenation
- working
- hydrogenated
- compound
- Prior art date
Links
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 53
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims abstract description 17
- 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 abstract description 10
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims abstract description 5
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 claims description 52
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 27
- UMWZLYTVXQBTTE-UHFFFAOYSA-N 2-pentylanthracene-9,10-dione Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC(CCCCC)=CC=C3C(=O)C2=C1 UMWZLYTVXQBTTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- SJEBAWHUJDUKQK-UHFFFAOYSA-N 2-ethylanthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC(CC)=CC=C3C(=O)C2=C1 SJEBAWHUJDUKQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- OTBHDFWQZHPNPU-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4-tetrahydroanthracene-9,10-dione Chemical compound O=C1C2=CC=CC=C2C(=O)C2=C1CCCC2 OTBHDFWQZHPNPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 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 claims description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 2
- QDXLTKIWHQNESJ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methylpropyl)anthracene-9,10-dione Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC(CC(C)C)=CC=C3C(=O)C2=C1 QDXLTKIWHQNESJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 239000012224 working solution Substances 0.000 abstract description 30
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 28
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 18
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 1,4-benzoquinone Chemical compound O=C1C=CC(=O)C=C1 AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- HXQPUEQDBSPXTE-UHFFFAOYSA-N Diisobutylcarbinol Chemical compound CC(C)CC(O)CC(C)C HXQPUEQDBSPXTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 3
- YTPSFXZMJKMUJE-UHFFFAOYSA-N 2-tert-butylanthracene-9,10-dione Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC(C(C)(C)C)=CC=C3C(=O)C2=C1 YTPSFXZMJKMUJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical group C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 239000012442 inert solvent Substances 0.000 description 2
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 150000004053 quinones Chemical class 0.000 description 2
- 125000004151 quinonyl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 2
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 2
- 108700012359 toxins Proteins 0.000 description 2
- 150000005208 1,4-dihydroxybenzenes Chemical class 0.000 description 1
- WUEMGYBVEZJPLF-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methylbutan-2-yl)-1,2,3,4-tetrahydroanthracene-9,10-dione Chemical compound O=C1C2=CC=CC=C2C(=O)C2=C1CC(C(C)(C)CC)CC2 WUEMGYBVEZJPLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LSICVJGHCUPCCS-UHFFFAOYSA-N 2-(3-methylbutan-2-yl)-1,2,3,4-tetrahydroanthracene-9,10-dione Chemical compound O=C1C2=CC=CC=C2C(=O)C2=C1CC(C(C)C(C)C)CC2 LSICVJGHCUPCCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YEVQZPWSVWZAOB-UHFFFAOYSA-N 2-(bromomethyl)-1-iodo-4-(trifluoromethyl)benzene Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=C(I)C(CBr)=C1 YEVQZPWSVWZAOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXLXSNXYTNRKFR-UHFFFAOYSA-N 6-ethyl-1,2,3,4-tetrahydroanthracene-9,10-dione Chemical compound O=C1C2=CC(CC)=CC=C2C(=O)C2=C1CCCC2 PXLXSNXYTNRKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 125000000687 hydroquinonyl group Chemical group C1(O)=C(C=C(O)C=C1)* 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011020 pilot scale process Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 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
Landscapes
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Error Detection And Correction (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
- Circuits Of Receivers In General (AREA)
- Compounds Of Unknown Constitution (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
- Steroid Compounds (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Description
Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte til fremstilling av hydrogenperoksyd ved hjelp av cykliske trinn, ved hvilke man reduserer, oksyderer og ekstraherer en fremstillingsløsning inneholdende som reagerende forbindelser et alkylert antrakinon og tilsvarende hydrokinon, tetrahydroantrakinon og tetrahydroantrahydrokinon.
US-patent nr. 2 158 525 tilhørende Riedl et al lærer at polynukleære organiske hydrokinoner ved oksydasjon kan danne hydrogenperoksyd og de tilsvarende kinoner. På det nåværende tidspunkt fremstilles nesten alt det kommersielle hydrogenperoksyd ved antrakinon-prosessen, som innbefatter de følgende trinn: En "arbeids"-oppløsning inneholdende et 2-alkylantrakinon hydrogenereres cyklisk under dannelse av det tilsvarende 2-antrahydrokinon, og sistnevnte oksyderes under dannelse av 2-alkyl-antrakinonet og hydrogenperoksyd. De polynukleære hydrokinon-
og kinon-forbindelser som kan danne hydrogenperoksyd ved en slik fremgangsmåte, kalles "arbeidsforbindelser". De arbeidsforbindelser som for tiden antas å være i bruk kommersielt, er 2-etylantrakinon, 2-t-butylantrakinon, 2-amylantrakinon (vanlig-
vis de blandede sek.- og tert.-amylforbindelser) og derivater derav. Under hydrogeneringstrinnet hydrogeneres en del av antra-kinonet nukleært under dannelse av 5,6,7,8-tetrahydro-derivatet, vanligvis forkortet til "tetrahydro" eller "tetra"; tetra-derivatene kan også danne hydrogenperoksyd og betraktes også
for å være arbeidsforbindelser.
Det dannes også mange andre biprodukter i arbeidsoppløsningen; disse biprodukter er uønsket siden de ikke bidrar til dannelse av hydrogenperoksyd. Tilstedeværelsen av slike andre biprodukter er derfor uønsket fra et økonomisk synspunkt, siden de representerer et tap av den kostbare arbeidsforbindelse; videre er det ofte nødvendig å rense arbeidsoppløsningen ved at man bringer den i kontakt med en forbindelse såsom et aktivert aluminiumoksyd, for omdannelse av noen av disse biprodukter til arbeidsforbindelser.
En slik behandling er imidlertid vanligvis kostbar og resulterer totalt i et tap av kostbar arbeidsforbindelse og kostbart løsningsmiddel. Dessuten ekstraheres en del uønskede biprodukter inn i det vandige hydrogenperoksyd, hvilket øker innholdet av oppløst karbon i hydrogenperoksydet eller forårsaker til og med at det utvikles en uønsket farge eller lukt i hydrogenperoksydet.
De optimale driftsbetingelser for et antrakinonprosess-hydrogenperoksydanlegg er forbundet med mengden hydrogenperoksyd dannet pr. syklus og den tid som fordres for fullførelse av en slik syklus. Tilstedeværelsen av en tetrahydro-arbeidsforbindelse i arbeidsoppløsningen er én av de viktige faktorer som det må
taes hensyn til ved iverksettelse av de optimale driftsbetingelser for et anlegg.
US-patent nr. 3. 073 680 tilhørende Jenney et al lærer at det er ønskelig at minst 85 % av arbeidsforbindelsen er i tetrahydro-formen, og dets lære er medtatt i det foreliggende som referanse. Mer spesifikt lærer patentet tilhørende Jenney et al at 2-etyl-5,6,7,8-tetrahydroantrahydrbkinon kan fremstilles ved hydrogenering av 2-etylantrakinonet ved 50°C og 340 kPa. Den arbeids-oppløsning som er beskrevet i det omtalte patent, inneholdt i begynnelsen 8,4 g av en arbeidsforbindelse pr. liter, av hvilken 64 % var 2-etylantrakinon og 36 % var 2-etyl-5,6,7,8-tetrahydroantrakinon. Etter 7 timers hydrogenering var det imidlertid tilbake 4,7 g arbeidsforbindelse pr. liter, og alt var i tetrahydro-.formen, hvilket representerer omtrent;et utbytte på 40 %, basert på den opprinnelige arbeidsforbindelse.
US-patent nr. 2 495 229 tilhørende Dawsey et al lærer en fremgangsmåte til fremstilling av et tetrahydroantrahydrokinon i glassapparatur med et utbytte på ca. 85 %. Fremgangsmåten ifølge Dawsey et al fordrer imidlertid en spesiell porøs nikkelkatalysator som ikke er egnet til anvendelse i en peroksygen-prosess.
Britisk patent nr. 1 390 408 lærer en fremgangsmåte til fremstilling av hydrogenperoksyd under anvendelse av en arbeids-oppløsning som inneholder 2-tert.-amyltetrahydroantrakinon og 2-sek.-isoamyltetrahydroantrakinon. Tetrahydroantrakinonene fremstilles først ved fremgangsmåten ifølge US-patent nr. 2 495 229 under anvendelse av en porøs nikkel-katalysatof ved atmosfære-trykk og forhøyede temperaturer. Fremgangsmåten ifølge britisk patent 1 390 408 har den ulempe at den fordrer et innledende hydrogeneringstrinn for fremstilling av tetrahydroantrakinonet. Deretter isoleres tetrahydroantrakinonene, og et andre, annerledes hydrogeneringstrinn er nødvendig for dannelse av 2-amyltetra-hydroantrahydrokinonet i arbeidsoppløsningen. Det er mer ønskelig fra et økonomisk synspunkt å syntetisere tetrahydroantrakinonet i det løsningsmiddel som skal anvendes i arbeidsoppløs-ningen ("fremstillingsoppløsningen", som den også kan kalles).
Under drift er det nødvendig å tilsette eller etterfylle både løsningsmiddel og arbeidsforbindelse i arbeidsoppløsningen for å kompensere-for tap. Vanligvis tilsettes utjevnings-arbeidsforbindelsen i antrakinonformen heller enn i tetrahydro-formen eller en blanding av antrakinon og dets tetrahydro-derivat av arbeidsforbindelsen.
Det er kjent at tetrahydro-komponenten i en arbeidsforbindelse,øker gradvis med anvendelsen. I løpet av dette tidsrom dannes det imidlertid andre biprodukter som degraderer arbeidsforbindelsen i arbeidsoppløsningen. Således resulterer de forholdsvis kraftige hydrogeneringsbetingelser i uønsket biprodukt-dannelse, til og med når en forholdsvis liten andel av antrakinon-formen av utjevnings-arbeidsforbindelsen tilsettes til arbeidsoppløsningen. Dessuten forminskes et anleggs produktivitet i løpet av det tidsrom hvor tetrahydro-komponenten dannes i arbeidsoppløsningen. Denne reduserte produktivitet representerer et betydelig økonomisk tap.
Det er ønskelig å utvikle en hurtig prosess for å øke for-holdet mellom tetrahydro-komponenten i arbeidsforbindelsen og, den totale arbeidsforbindelse som skal tilsettes til arbeids-oppløsningen uten at det dannes vesentlige mengder uønskede biprodukter og uten forminskning av produktiviteten hos katalysatoren eller arbeidsoppløsningen i driftsanlegget.
Dette formål er blitt oppnådd ved fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen med foretrukne utførelses-former er angitt i kravene, og det vises til disse.
Selv om arbeidsforbindelsen kan være basert på en hvilken som helst ,2-alkylantrakinon-forbindelse egnet for anvendelse ved fremstilling av hydrogenperoksyd ved en cyklisk hydrogenerings-
og oksyderings-prosess, er det ønskelig at 2-alkylantrakinon-arbeidsforbindelsen velges ,fra gruppen bestående av 2-etylantrakinon, 2-t-butylantrakinon o.g 2-amylantrakinon.
Arbeidsforbindelsen kan oppløses i et hvilket som helst
inert løsningsmiddel under dannelse av den første oppløsning.
Det 'foretrekkes imidlertid at det inerte løsningsmiddel som anvendes, er en komponent av en arbeidsoppløsning som skal an-
vendes i hydrogenperoksyd-prosessen slik at den oppløsning av arbeidsforbindelsen som fremstilles ved denne oppfinnelse, er egnet til å tilsettes direkte til en prosess-strøm i et anlegg hvor det dannes hydrogenperoksyd ved cyklisk hydrogenering og oksydering av et alkylert antrakinon. Løsningsmidlet kan være enten friskt løsningsmiddel eller gjenvunnet løsningsmiddel.
Det er for eksempel vel kjent at en vesentlig mengde løsnings-middel fordampes fra arbeidsoppløsningen i oksydasjonsinnretningen og kan gjenvinnes fra utløpsluften eller -oksygenet enten ved kondensasjon eller adsorpsjon. Hvis det er ønskelig bare å øke konsentrasjonen av arbeidsforbindelsen i arbeidsoppløsningen uten tilsetning av løsningsmiddel, kan alternativt det anvendte løsningsmiddel være det som finnes i det minste i en del av anleggs-arbeidsoppløsningen, eventuelt etter et rensetrinn, idet tilleggs-arbeidsforbindelsen ganske enkelt:tilsettes til denne under dannelse av den første oppløsning.
Det er vel;kjent at en palladium-katalysator foretrekkes fremfor en nikkel-katalysator ved fremstilling av hydrogenperoksyd for hydrogenering av arbeidsforbindelsen til antrahydrokinon-formen, fordi det er mindre sannsynlig at denne forårsaker nukleær hydrogenering. Det er imidlertid overraskende å finne at en palladium-katalysator er egnet til katalysering av hydrogeneringen av den ikke-nukleært hydrogenerte form av arbeidsforbindelsen til arbeidsforbindelsens tetrahydro-form og er avgjørende når det gjelder økonomien ved den foreliggende oppfinnelse ved at det ikke er nødvendig å anvende en første katalysator for fremstilling av arbeidsforbindelsens tetrahydro-form og en andre katalysator til reduksjon av kinon-formen til hydrogenerings-formen av arbeidsforbindelsen.
Hydrogeneringstrinnet ifølge den foreliggende oppfinnelse
kan finne sted i en anleggs-hydrogeneringsinnretning som drives under de avgjørende betingelser som er patentsøkt i det foreliggende. I fravær av overskudd av hydrogeneringskapasitet er det imidlertid mer økonomisk å unngå reduksjon av anleggets produktive kapasitet og i stedet hydrogenere utjevnings-arbeidsoppløsningen i en adskilt hydrogeneringsinnretning. Ofte kan et hydrogenperoksyd-anlegg i drift utnytte en sidestrøms-hydrogeneringsinnretning eller en forsøksenhet med en hydrogeneringsinnretning i forsøksmålestokk for vurdering av katalysatorer, løsningsmidler og arbeidsforbindelser, og enten en slik side-strøms-hydrogeneringsinnretning eller hydrogeneringsinnretningen i en anleggsenhet kan gjøre god nytte for anvendelse ved ut-
øvelsen av denne oppfinnelse.
Skjønt hydrogeneringsinnretningen kan drives méd 100 % resirkulering av arbeidsoppløsningen inntil det ønskede forhold mellom tetrahydro-arbeidsforbindelsen og den totale mengde arbeidsforbindelse oppnåes, er det også mulig når man fremstiller utjevnings-oppløsningen i en hydrogeneringsinnretning i forsøks-anlegg-målestokk å operere slik at bare en del av arbeidsopp-løsningen passerer gjennom oksydasjonsinnretning- og ekstraksjonsinnretning-syklusen. Av sikkerhetsmessige og økonomiske grunner kan det ved utførelse av den foreliggende oppfinnelse i en forsøksenhet være uønsket å sirkulere den hydrogenerte oppløs-
ning gjennom resten av forsøksenheten uten at oksydasjonsinnretnings-og ekstraksjonsinnretning-syklusene er i drift. Ved opprettholdelse av en resirkulering på minst 90 % av oppløsningen gjennom hydrogeneringsinnretningen økes hydrogeneringsdybden slik at det mulig-gjøres en betydelig dannelse av tetrahydro-arbeidsforbindelsen inne i hydrogeneringsinnretningen. På samme tid kan de gjen-
værende 10 % eller mindre av arbeidsoppløsningen oksyderes, hydrogenperoksydet ekstraheres og arbeidsoppløsningen resirkuleres tilbake til hydrogeneringsinnretningen hvorved man unngår behovet for å dekke resten av fors0k.senh.eten med en inert gass som en sikkerhetsforanstaltning.
Ved utførelse av den foreliggende oppfinnelse i en side-strøms-hydrogeneringsinnretning kan det være ønsket gradvis å
øke konsentrasjonen av arbeidsforbindelsen i arbeidsoppløsningen ved å tilsette opptil 10 % av den første oppløsning fra side-strøms-hydrogeneringsinnretningen som en utjevningsoppløsning for anleggs-arbeidsoppløsningen og resirkulere minst 90 % av den første oppløsning til sidestrøms-hydrogeneringsinnretningen og samtidig erstatte den del av den første oppløsning som ble tilsatt som utjevningsoppløsning til arbeidsoppløsningen, med ytterligere løsningsmiddel og arbeidsforbindelse.
Det er foretrukket ved denne prosess at minst 90 %, og mer foretrukket minst 9 5 %, av den hydrogenerte arbeidsoppløsning resirkuleres til hydrogeneringsinnretningen inntil det ønskede forhold er oppnådd for minimalisering av dannelsen av uønskede biprodukter. Det er ikke avgjørende om hydrogeneringsinnretningen er en stasjonærsjikts-hydrogeneringsinnretning eller en hvirvelsjikts-hydrogeneringsinnretning.
Det er også foretrukket ved utførelsen av denne oppfinnelse at temperaturen i hydrogeneringsinnretningen opprettholdes på mindre enn ca. 50°C for forhindring av dannelse av uønskede biprodukter i en vesentlig mengde. Skjønt temperaturer på mindre enn 40°C ikke er upassende når det gjelder dannelse av uønskede biprodukter, er det klart at slike lavere temperaturer reduserer både hydrogeneringshastigheten og arbeidsforbindelsens løselig-het. Den foretrukkede driftstemperatur er derfor mellom 40°C og 50°C.
Trykket i hydrogengassen i hydrogeneringsinnretningen er ikke avgjørende i området fra ca. 50 til ca. 400 kPa. En fagmann på området vil være klar over at en økning av trykket vil øke hydrogeneringshastigheten. Innenfor ovennevnte område er det imidlertid liten effekt av trykket på hastigheten for dannelse av uønskede forurensninger. Fortrinnsvis vil hydrogentrykket være i området mellom 100 og 200 kPa for minimalisering av sikkerhetsrisiko og optimalisering av utstyrsomkostninger.
Ytterligere ikke-nukleært hydrogenert arbeidsforbindelse
kan tilsettes til den oppløsning som undergår hydrogenering for økning av konsentrasjonen av arbeidsforbindelsen til et ønsket eller bestemt nivå. Den ytterligere arbeidsforbindelse kan tilsettes i ett eller flere trinn, forutsatt at den totale konsentrasjon av den ikke-nukleært hydrogenerte arbeidsforbindelse ikke overstiger metningskonsentrasjonen for hydrokinon-formen i hydrogeneringsinnretningen.
De følgende eksempler illustrerer for en fagmann på om-
rådet den beste måte til utøvelse av den patentsøkte oppfinnelse.
Eksempler
Et hydrogenerings-forsøksanlegg ble utformet for å gi mulig-het for regulering av oppløsnings-strømningshastighet, oppløsnings-temperatur, trykk og gass-strømningshastighet. Den palladium-katalysator som er beskrevet i US-patent nr. 3 635 841, ble anvendt i stasjonærsjikts-form for unngåelse av katalysator-abrasjon med tiden og for unngåelse av filtreringsproblemer.
Det ble tilveiebrakt egnede prøvetakingsåpninger. Kinon-formen
av arbeidsforbindelsen ble oppløst i et egnet løsningsmiddel,
og systemet ble renset for luft under anvendelse av nitrogen.
Når den ønskede temperatur ble nådd, ble nitrogenet sluppet ut
og erstattet med hydrogen som ble tilført til systemet ved et for-innstilt trykk. Strømningshastigheter for kinon-oppløsningen og rensegassen ble- justert og hydrogeneringen fikk foregå. Prøver ble periodisk uttatt fra oppløsningsreservoaret gjennom en prøve-takingsventil og filter, oksydert, ekstrahert med 10 % H2S04 og analysert ved gasskromatografi for bestemmelse av innholdet av 2-alkyl-5,6,7,8-tetrahydroantrakinonet og dets moder-kinon.
Sammenligningseksempel
Det ble fremstilt en arbeidsoppløsning som besto av 25 vekt% 2-amylantrakinon (AAQ) i et blandet løsningsmiddel, 67 % diiso-butylkarbinol (DIBC) og 33 % aromatisk Cg-C-^-hydrokarbon-løsningsmiddel (Shell Sol eller bare SSol). Hydrogeneringsinnretningen ble ifylt 324 g av den katalysator som er beskrevet i US-patent 3 635. 841 og drevet ved en hydrogeneringsinnretning-innløpstemperatur på 50°C for fjerning av iboende giftstoffer fra arbeidsoppløsningen. Man så en hurtig nedgang i titrene (78 til 53) i løpet av de to første driftsdager. Katalysator-sjiktet ble erstattet med 324 g frisk katalysator og driften startet på nytt. En lignende nedgang i titrene ble igjen observert. Oppvarming av katalysator-sjiktet under kraftig spyling med N2 forbedret ikke titrene. Etter 24 timers drift ble katalysatoren erstattet med 534 g frisk katalysator og driften ble gjenopptatt. Ved slutten av den tredje dag ble det tilsatt ytterligere 116 g frisk katalysator, hvilket brakte den totale vekt av katalysator til 650 g. Driften ble gjenopptatt ved ca. 45°C som innløpstemperatur i hydrogeneringsinnretningen. Det ble observert en hurtig nedgang i titrene fra 173 til 118. Kåtalysator-sjiktet ble deretter oppvarmet til ca. 100°C med nitrogen-spyling gjennom sjiktet under bortskaffelse av vann fra katalysator-sjiktet. Ved dette punkt ble arbeidsoppløsningen antatt å være fri for giftstoffer og egnet for anvendelse til oppnåelse av data med mening. Kontinuerlig drift ble startet ved en innløpstemperatur i hydrogeneringsinnretningen på 4 5°C. Det ble observert at titrene falt fra 126 til 106 på ca. 40 timer. Katalysator-sjiktet ble regenerert med nitrogen i 2 timer og driften startet på nytt. I løpet av 52 timers drift falt titrene gradvis fra 128 til 101. Denne gjentatte nedgang i titrene skyldtes en forurensning som dekket katalysator-sjiktet. Driften ble avbrutt bg katalysator-s'j iktet ble vasket med det blandede løsningsmiddel i et forsøk på å fjerne de antatte forurensninger fra katalysator-sjiktet. Etter vaskingen av katalysator-sjiktet ble døgndriften ved en hydrogeneringsinnretning-innløpstemperatur på 4 5°C startet på nytt, og den nedadgående tendens for titrene fortsatte under de påfølgende 7 0 timer med kontinuerlig drift.
Eksempel 1
Forsøks-hydrogeneringsinnretningen ble drevet med en opp-løsning som inneholdt 1600 g av en 6 % oppløsning av 2-etylantrakinon i et løsningsmiddel som inneholdt 27 % trioktylfosfat og 73 % SSol-løsningsmiddelsystem. Etter at systemet var blitt grundig spylt med nitrogen ble hydrogeneringen startet ved 4 5°C og 375 kPa hydrogen. Etter 20 timers hydrogenering ble det observert at konsentrasjonen av 5,6,7,8-tetrahydro-2-etylantra-hydrokinon var 4 vekt%, ved hvilket punkt ytterligere 2-etylantrakinon ble tilsatt slik at den totale konsentrasjon av arbeidsforbindelse ble brakt opp til 9 %. Etter ytterligere 8 timers hydrogenering hadde konsentrasjonen av tetrahydro-derivatet nådd 6,25 %. Det ble ikke observert noen uønskede biprodukter.
Eksempel 2
Utstyret ifølge eksempel 1 ble drevet under de samme betingelser som i eksempel 1, men det inneholdt i stedet en 15 % oppløsning av 2-amylantrakinon i en løsningsmiddelblanding av Cg-alifatisk alkohol og SSol. Etter 11 timer hadde konsentrasjonen av tetrahydro-derivatet øket til 4,6 %. Det ble tilsatt ytterligere 2-amylantrakinon for å bringe faststoff-konsentrasjonen opp til 20 %. Hydrogeneringen ble fortsatt i ytterligere 16 timer, ved hvilket punkt konsentrasjonen av tetrahydro-arbeidsforbindelsen (H^AAQ) var 8,2 %. En ytterligere andel av 2-amylantrakinon ble tilsatt slik at faststoff-konsentrasjonen ble brakt til 25 %, og etter ytterligere 19 timers hydrogenering var nivået for tetrahydro-arbeidsforbindelse 12,3 %. Under de milde betingelser som ble anvendt ble det ikke oppdaget noen uønsket biprodukt-dannelse.
Eksempel 3
Eksempel 1 ble gjentatt med 210 g katalysator og 15 liter av en 16 % AAQ-oppløsning i DIBC-SSol-løsningsmiddelsystemet. Hydrogenerings-innløpstemperaturen var fra 4 0°C og trykket var
i området fra 375 til 410.kPa. Deler av reaksjonsblandingen ble analysert ved gasskromatografi ved forskjellige tidsintervaller. Dannelseshastigheten for 5,6,7,8-tetrahydro-arbeidsforbindelsen (H^AAQ) er vist i tabell 1. Væskekromatografi-analyse av det endelige produkt viste ingen andre kinon-beslektede biprodukter.
Eksempel 4
H^AAQ ble også fremstilt i et konvensjonelt prosess-forsøksanlegg hvor det ble anvendt 90-95 % resirkulering til stasjonærsjikts-hydrogeneringsinnretningen for simulering av en anleggsoppstartning. Startoppløsningen besto av 22 liter
15 % 2-amylantrakinon (AAQ) og i det blandede løsningsmiddel av DIBC og SSol. Oppløsningen ble underkastet hydrogenering (15 cm stasjonærsjikt-katalysator) ; oksydasjon og ekstraksjon i prosess-forsøksanlegget. De følgende betingelser ble observert i forsøksanlegget:
Dannelseshastigheten for H^AAQ er vist i tabell 2. Gass- og væskekromatografi-analyser viste ingen andre kinon-biprodukter.
Eksempel 5
Eksempel 1 ble gjentatt med en oppløsning som inneholdt ca. 4,5 % EAQ og ved 40°C og 375 kPa. Resultatene er oppført i tabell 3.
Eksempel 6
Eksempel 5 ble gjentatt med en oppløsning som inneholdt ca.
15 % AAQ i et DIBC-SSol-løsningsmiddel under anvendelse av 200 g katalysator. Resultatene er oppført i tabell 4.
Claims (5)
1. Fremgangsmåte til fremstilling av hydrogenperoksyd ved hjelp av cykliske trinn, ved hvilke man reduserer, oksyderer og ekstraherer en fremstillingsløsning inneholdende som reagerende forbindelser et alkylert antrakinon og tilsvarende hydrokinon, tetrahydroantrakinon og tetrahydroantrahydrokinon, karakterisert ved at mol-andelen av de reagerende forbindelsers ringhydrogenerte tetrahydrokomponenter i en første løsning, hvilken tilsettes til fremstillings-løsningen, økes ved å regulere innholdet av de ikke-ringhydrogenerte reagerende forbindelser slik at det maksimalt tilsvarer den maksimale leselighet for det i den første løsning dannede antrahydrokinon ved hydrogeneringstemperatur, den første løsning hydrogeneres i nærvær av en palladium-katalysator ved et trykk på 50 - 400 kPa og en temperatur på høyst 50°C, hvorved molandelen av de reagerende forbindelsenes tetrahydrokomponenter øker uten at vesentlige mengder av uønskede biprodukter dannes, og denne hydrogenerte første løsning tilsettes til fremstillingsløsningen.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at det alkylerte antrakinon velges fra gruppen bestående av 2-etylantrakinon, 2-isobutyl-antrakinon og 2-amylantrakinon, og at det anvendes et trykk innen området 100 - 200 kPa og en hydrogeneringstemperatur innen området 40 - 50°C.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at minst 90 % av den hydrogenerte første løsning sirkuleres til hydrogeneringsinnretningen .
4. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav,
karakterisert ved at den første løsning utgjøres av fremstillingsløsning som er tatt fra anleggets prosess-strøm.
5. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav,
karakterisert ved at reguleringstrinnet gjentas minst én gang etter hydrogeneringstrinnet.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/601,834 US4514376A (en) | 1984-04-19 | 1984-04-19 | Pregeneration of tetrahydroanthraquinones in a make-up solution to be added to a hydrogen peroxide working solution |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO851133L NO851133L (no) | 1985-10-21 |
| NO164230B true NO164230B (no) | 1990-06-05 |
| NO164230C NO164230C (no) | 1990-09-12 |
Family
ID=24408954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO851133A NO164230C (no) | 1984-04-19 | 1985-03-21 | Fremgangsmaate til fremstilling av hydrogenperoksyd. |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4514376A (no) |
| EP (1) | EP0158865B1 (no) |
| JP (1) | JPS60235704A (no) |
| AT (1) | ATE40341T1 (no) |
| AU (1) | AU566279B2 (no) |
| BR (1) | BR8501567A (no) |
| CA (1) | CA1228218A (no) |
| DE (1) | DE3567843D1 (no) |
| DK (1) | DK127885A (no) |
| ES (1) | ES8604833A1 (no) |
| FI (1) | FI77214C (no) |
| MX (1) | MX158464A (no) |
| NO (1) | NO164230C (no) |
| PT (1) | PT80212B (no) |
| TR (1) | TR22377A (no) |
| ZA (1) | ZA852192B (no) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE32017E (en) * | 1978-04-24 | 1985-11-05 | Globol-Werk Gmbh | Toilet flush water colorizer |
| DE4013090A1 (de) * | 1990-04-25 | 1991-10-31 | Peroxid Chemie Gmbh | Verfahren zur herstellung von alkyltetrahydroanthrahydrochinon und diese enthaltende arbeitsloesungen fuer die wasserstoffperoxid-herstellung nach dem anthrachinonverfahren |
| JP3617532B2 (ja) * | 1992-12-25 | 2005-02-09 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 過酸化水素の製造方法 |
| NO941388D0 (no) * | 1994-04-15 | 1994-04-15 | Kvaerner Process Systems As | Produksjon av kjemikalier som kan anvendes i celluloseindustrien |
Family Cites Families (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2158525A (en) * | 1935-10-10 | 1939-05-16 | Ig Farbenindustrie Ag | Production of hydrogen peroxide |
| US2495229A (en) * | 1947-03-13 | 1950-01-24 | Buffalo Electro Chem Co | Production of tetrahydroanthraquinones |
| US2657980A (en) * | 1949-11-05 | 1953-11-03 | Du Pont | Production of hydrogen peroxide |
| US2673140A (en) * | 1951-11-29 | 1954-03-23 | Du Pont | Production of hydrogen peroxide |
| US2914382A (en) * | 1953-06-09 | 1959-11-24 | Laporte Chemical | Production of hydrogen peroxide |
| NL90383C (no) * | 1953-06-09 | |||
| US2739042A (en) * | 1954-01-12 | 1956-03-20 | Allied Chem & Dye Corp | Process for the production of hydrogen peroxide |
| US2867507A (en) * | 1958-05-08 | 1959-01-06 | Du Pont | Hydrogenation of alkylanthraquinones |
| US3030186A (en) * | 1958-05-16 | 1962-04-17 | Fmc Corp | Manufacture of hydrogen peroxide |
| US3009782A (en) * | 1958-05-22 | 1961-11-21 | Fmc Corp | Production of hydrogen peroxide by anthraquinone process in the presence of a fixed bed catalyst |
| US2995424A (en) * | 1958-10-06 | 1961-08-08 | Allied Chem | Hydrogen peroxide via tetrahydroanthraquinone |
| US3041143A (en) * | 1959-06-18 | 1962-06-26 | Lynn H Dawsey | Production of hydrogen peroxide |
| US3062622A (en) * | 1960-06-27 | 1962-11-06 | Fmc Corp | Production of hydrogen peroxide by anthraquinone process |
| US3073680A (en) * | 1961-03-20 | 1963-01-15 | Fmc Corp | Production of hydrogen peroxide |
| US3132001A (en) * | 1961-04-28 | 1964-05-05 | Solvay | Process for the generation of recycle solutions employed for the manufacture of hydrogen peroxide via intermediary alkylanthraquinones |
| US3307909A (en) * | 1962-10-04 | 1967-03-07 | Du Pont | Chemical process for the production of hydrogen peroxide |
| US3330625A (en) * | 1963-10-22 | 1967-07-11 | Pittsburgh Plate Glass Co | Hydrogen peroxide manufacture |
| GB1132693A (en) * | 1964-11-17 | 1968-11-06 | Laporte Chemical | Improvements in or relating to hydrogen peroxide |
| US3565581A (en) * | 1968-05-16 | 1971-02-23 | Fmc Corp | Production of hydrogen peroxide in the anthraquinone process using a novel catalytic fixed bed |
| US3615207A (en) * | 1969-06-16 | 1971-10-26 | Fmc Corp | Production of hydrogen peroxide by anthraquinone process |
| US3965251A (en) * | 1970-08-18 | 1976-06-22 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Method of regenerating a degraded working solution for the production of hydrogen peroxide |
| US3887490A (en) * | 1970-08-27 | 1975-06-03 | Degussa | Process for regenerating noble metal catalyst for the synthesis of hydrogen peroxide according to the anthraquinone process |
| US3755552A (en) * | 1970-10-21 | 1973-08-28 | Fmc Corp | Process for producing hydrogen peroxide |
| US3767779A (en) * | 1971-07-06 | 1973-10-23 | Oxysynthese | Process for manufacturing hydrogen peroxide |
| BE769675A (fr) * | 1971-07-08 | 1972-01-10 | Solvay | Procede cyclique de fabrication de peroxyde d'hydrogene. |
| FR2503124A1 (fr) * | 1981-04-07 | 1982-10-08 | Ugine Kuhlmann | Amelioration au procede de fabrication cyclique du peroxyde d'hydrogene |
| JPS5955843A (ja) * | 1982-09-27 | 1984-03-31 | イ−・アイ・デユ・ポン・ドウ・ヌム−ル・アンド・カンパニ− | アルキルアントラキノン使用液の水添処理法 |
| JPS6074593A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-26 | Aloka Co Ltd | 光出力安定化装置 |
-
1984
- 1984-04-19 US US06/601,834 patent/US4514376A/en not_active Expired - Fee Related
-
1985
- 1985-03-20 CA CA000477032A patent/CA1228218A/en not_active Expired
- 1985-03-21 DK DK127885A patent/DK127885A/da not_active Application Discontinuation
- 1985-03-21 FI FI851137A patent/FI77214C/fi not_active IP Right Cessation
- 1985-03-21 NO NO851133A patent/NO164230C/no unknown
- 1985-03-22 DE DE8585103423T patent/DE3567843D1/de not_active Expired
- 1985-03-22 EP EP85103423A patent/EP0158865B1/en not_active Expired
- 1985-03-22 AT AT85103423T patent/ATE40341T1/de not_active IP Right Cessation
- 1985-03-22 ZA ZA852192A patent/ZA852192B/xx unknown
- 1985-03-25 AU AU40350/85A patent/AU566279B2/en not_active Ceased
- 1985-04-01 ES ES541821A patent/ES8604833A1/es not_active Expired
- 1985-04-01 PT PT80212A patent/PT80212B/pt not_active IP Right Cessation
- 1985-04-03 TR TR16626/85A patent/TR22377A/xx unknown
- 1985-04-03 BR BR8501567A patent/BR8501567A/pt not_active IP Right Cessation
- 1985-04-10 JP JP60074594A patent/JPS60235704A/ja active Granted
- 1985-04-17 MX MX205001A patent/MX158464A/es unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR8501567A (pt) | 1985-12-03 |
| AU566279B2 (en) | 1987-10-15 |
| AU4035085A (en) | 1985-10-24 |
| EP0158865A3 (en) | 1986-02-12 |
| FI77214C (fi) | 1989-02-10 |
| FI851137A0 (fi) | 1985-03-21 |
| MX158464A (es) | 1989-02-02 |
| DE3567843D1 (en) | 1989-03-02 |
| PT80212B (en) | 1987-02-16 |
| ES541821A0 (es) | 1986-02-16 |
| DK127885A (da) | 1985-10-20 |
| ES8604833A1 (es) | 1986-02-16 |
| NO164230C (no) | 1990-09-12 |
| EP0158865B1 (en) | 1989-01-25 |
| ZA852192B (en) | 1985-11-27 |
| PT80212A (en) | 1985-05-01 |
| EP0158865A2 (en) | 1985-10-23 |
| CA1228218A (en) | 1987-10-20 |
| NO851133L (no) | 1985-10-21 |
| FI851137L (fi) | 1985-10-20 |
| DK127885D0 (da) | 1985-03-21 |
| FI77214B (fi) | 1988-10-31 |
| JPS60235704A (ja) | 1985-11-22 |
| JPH0517165B2 (no) | 1993-03-08 |
| TR22377A (tr) | 1987-03-11 |
| US4514376A (en) | 1985-04-30 |
| ATE40341T1 (de) | 1989-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1307399B1 (en) | Process for the production of hydrogen peroxide | |
| US4539196A (en) | Process for hydrogenating an alkylated anthraquinone | |
| US2739042A (en) | Process for the production of hydrogen peroxide | |
| JP2012521943A (ja) | 過酸化水素を製造する方法 | |
| US3073680A (en) | Production of hydrogen peroxide | |
| US3901822A (en) | Process of regenerating a noble metal hydrogenation catalyst used in hydrogen peroxide production by the anthraquinone process | |
| US4592905A (en) | Conversion of hydrogen sulfide to sulfur and hydrogen | |
| NO164230B (no) | Fremgangsmaate til fremstilling av hydrogenperoksyd. | |
| US2863917A (en) | Method for reducing dichloroacetic acid in the presence of monochloro-acetic acid | |
| US3432267A (en) | Regeneration of anthraquinone working solution used in the production of hydrogen peroxide | |
| CS196408B2 (en) | Process for preparing high pure ethylenglycole | |
| US4824609A (en) | Process for purifying a working compound | |
| US3004831A (en) | Preparation of hydrogen peroxide | |
| US3780168A (en) | Process for the regeneration of aluminum oxide | |
| AU649577B2 (en) | Process for the manufacture of hydrogen peroxide | |
| US2837411A (en) | Process for production of hydrogen peroxide | |
| CN1021573C (zh) | 过氧化氢一步氧化法从环戊烯制取戊二醛 | |
| US2689169A (en) | Process for the production of hydrogen peroxide | |
| US3789115A (en) | Process for preparing a highly selective catalyst used in the production of hydrogen peroxide | |
| US3145079A (en) | Process for the preparation of purified hydrogen bromide gas by the use of activated arbon as catalyst | |
| EP0062559B1 (fr) | Amélioration au procédé de fabrication cyclique du peroxyde d'hydrogène | |
| JP2533596B2 (ja) | 過酸化水素の製造法 | |
| US3107151A (en) | Process for the removal of small amounts of hydrogenperoxide from organic operating solutions | |
| US2779807A (en) | Purification of methylnaphthalenes with peracids | |
| US2910415A (en) | Method for the simultaneous production of hydrogen peroxide and carbonyl compounds |