NO821160L - Cyklisk prosess for fremstilling av hydrogenperoksyd - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en forbedring i den sykliske prosess for fremstilling av hydrogenperoksyd.

Konvensjonelle sykliske prosesser for fremstilling av hydrogenperoksyd består i det vesentlige av hydrogenering av et eller flere alkylantrakinoner oppløst i et vannubland-bart oppløsningsmiddel for å omdanne disse til alkylhydro-antrakinoner; deretter å behandle reaksjonsmediet med et gassinneholdende oksygen for å danne hydrogenperoksyd, mens man regenererer utgangsalkylantrakinoner; og til slutt å ekstrahere hydrogenperoksyd fra oppløsningen av kinoner ved bruk av vann før tilbakeføring av oppløsningen av kinoner til hydrogeneringstrinnet.

I beskrivelser av prosesser av denne type benyttes uttrykket "antrakinoner" generelt i betydningen såkalte "sanne" antrakinoner med alifatiske substituenter, og hydroantrakinoner slik som tetrahydrogenerte derivater av disse antrakinoner.

I prosesser av denne type er det velkjent at hvis de aktive mellomprodukter er tilført til syklusen i form av sant antrakinon, omdannes den sistnevnte forbindelse progressivt til tetrahydrogenert form i løpet av den suksessive tilbakefør-ingsdrift av oppløsningen.

Andelen oppnådd ved den tetrahydrogenerte form'er variabel og avhenger av driftsbetingelsene på ethvert tidspunkt i fremstillingsprosessen.

Det er også kjent at andre uønskede reaksjoner omdanner de aktive mellomprodukter til inaktive produkter som kan gjen-omdannes til aktive mellomprodukter; denne gjenomdanningen kan gjennomføres ved forskjellige prosesser i selve syklusen eller utenfor den.

Det skal påpekes at disse prosesser i seg selv er i stand til å påvirke andelen tetrahydroantrakinon, og derfor av henger andelen av sanne antrakinoner og tetrahydrogenerte derivater derav, av alle driftsbetingelsene.

I frps. 1 498 406 som angår en prosess tilsvarende det som er beskrevet ovenfor, benyttes en blanding av antrakinoner bestående av 2-etyl-antrakinon og 2-etyl-5,6,7,8-tetrahydroantrakinon, kalt EAQ hhv. H^EAQ. I dette patent justeres arbeidsbetingelsene slik at andelen av H^EAQ er ca 9 0% av blandingen av de to antrakinoner. Omdanningsgraden ved hydrogenering er omtnent 90% og oppløsningen inneholder en vesentlig andel inaktive produkter, som avledes fra de to benyttede antrakinoner. Denne andel som fortrinnsvis er større enn 150 g/l gjør det mulig å oppnå produktivitets-nivået utover 13 g I^C^/l.

Nærværet av disse inaktive produkter øker oppløseligheten av antrakinonene og hydroantrakinonene, og som en konsekvens derav den ekvivalente konsentrasjon av hydrogenperoksyd i oppløsningen.

Selv om disse produkter imidlertid spiller en brukbar rolle, utgjør en akkumulering av disse utover den grense som er valgt et tap for produktive mellomprodukter, noe som med-fører visse betydelige omkostninger.

Foreliggende oppfinnelse representerer en forbedring av den sykliske prosess for fremstilling av hydrogenperoksyd, beskrevet i frps. 1 498 406 hvori antrakinonene tilføres i løpet av de suksessive syklusene for å kompensere for tap av aktivt mellomprodukt, utelukkende er 2-etyl-5,6,7,8-tetrahydroantrakinon.

En gjenstand for oppfinnelsen er å redusere tapene av aktive mellomprodukter og å forbedre driftsbetingelsene for produksjonssyklusen innenfor rammen av oppfinnelsen i frps. 1 498 406.

Derfor angår foreliggende oppfinnelse en syklisk prosess for fremstilling av hydrogenperoksyd ved bruk av et aktivt mellomprodukt, bestående av EAQ og H^EAQ, blandet med forskjellige inaktive produkter som stammer fra omdanningen av de aktive mellomprodukter, der det hele er oppløst i et oppløsningsmiddel bestående av metylsyklohexylacetat og benzen hydrokarbon med 9 karbonatomer, hvori omdanningsgraden for blandingen av kinoner er over 80%, en prosess som karakteriseres ved aff, for å kompensere for aktivt mellomprodukt som forsvinner, det sistnevnte tilføres i form av H^EAQ og utelukkende i denne form.

Tilsetning av H^EAQ istedenfor EAQ iflg. oppfinnelsen har betydelige fordeler, slik det vises i eksemplene som følger. 1. Med en like høy produksjon av hydrogenperoksyd er det mindre nedbrytning av blandingen av kinoner, og som et resul-tat en innsparing i kinonforbruket. 2. Det benyttes en mindre mengde katalysatorer, noe som resulterer i en innsparing av opparbeiding av katalysatoren. 3. Det er en større driftsenhetlighet for hydrogenperoksyd-produksjonsenheten, noe som fører til et antall drifts-innsparinger.

Disse fordeler kunne ikke forutsies.

Når det gjelder den første skal det påpekes at konsentra-sjonene av de to former EAQ og H^EAQ i likevekt ikke er veldig forskjellige, hvos H^EAQ eller EAQ tilføres til sys-temet. Ut fra dette følger det at de samme nedbrytnings-reaksjonene skulle inntre i det vesentlige med samme has-tigheter. Imidlertid er dette ikke tilfelle og det er funnet at innsparingen i kinon kan være nær 40% innenfor opp-finnelsens ramme, slik eksemplene viser.

Den andre fordelen kan resultere fra den kjente tendens for H4EAQ til å bli redusert og å danne hydrokinon med en stør-re hastighet enn reduksjonshastigheten for EAQ. Her igjen motsier den lille forskjell i sammensetning dette argument, og det er funnet i praksis at innsparing i katalysator spe-sielt bemerkbar under perioder umiddelbart etter tilsetning av H^EAQ. Alt i alt kan det observeres en forbruksreduksjon på opptil 30%.

Den tredje fordelen kommer fra den større stabilitet av kon-sentrasjonen av kinon og er en konsekvens av de to første.

Fremgangsmåten iflg. oppfinnelsen gjør det således mulig å opprettholde høy omdanningshastighet for antrakinoner under meget mer økonomiske betingelser enn når EAQ tilsettes.

Eksempel 1

Etter å ha vært brukt i flere dager for fremstilling av ^ 2^ 2

inneholdt en arbeidsoppløsning 80 g/l H^EAQ, 10 g/l EAQ og 150 g/l nedbrytningsprodukt fra disse to antrakinoner.

To like fraksjoner av denne oppløsning anbringes i to identiske enheter for fremstilling av hydrogenperoksyd, enhetene kalles A og B.

Bruksbetingelsene er identiske:

t° for hydrogenering og oksydasjon: 65°C

t° for ekstraksjon : 25°C

hydrogeneringskatalysator: palladium avsatt på natrium-silisium-aluminat i en mengde på 25% metall

omdanning av antrakinoner til hydroantrakinoner: gjennom-snittlig 86%.

En gjenomdanningsstasjon benyttes anordnet etter ekstrahe- ringen av ^ 2Q2 og ^r nYc^ro'?ener;'-n9' i veien som tas av oppløsningen, og består av en kolonne inneholdende et natrium-hydroalumino-silikat.

Den eneste forskjellen på driften mellom enhetene A og B er at for å opprettholde antrakinoninnholdet på 90 g/l uansett når nivået er _< 87 g/l blir mengder i størrelses-orden 5-10 g/l av

H^EAQ tilsatt til enhet A og

EAQ tilsatt til enhet B.

Etter en måneds kontinuerlig drift observeres følgende forskjeller:

Under de benyttede arbeidsbetingelser inkludert de for gjenomdanningen, ser man at bruken av H^EAQ (A) istedenfor EAQ (B) reduserer forbruket av antrakinon med 25%,^og kataly-satorforbruket med 20%.

Eksempel 2

Man fulgte den samme prosedyren som i eksempel 1, og går ut fra den samme arbeidsoppløsning og under de samme drifts-betingelser, bortsett fra at det ikke er noen gjenomdanningsstasjon verken i enhet A eller B.

Etter en måneds drift observeres følgende forskjeller:

Det fremgår at uten omdanningsstasjon reduserer bruken av H^EAQ istedenfor EAQ antrakinonforbruket med 38%, og kata-lysatorforbruket med 22%.

Claims (1)

1. Syklisk prosess for fremstilling av hydrogenperoksyd ved bruk av blanding av antrakinoner oppløst i et oppløsings-middel, der blandingen består av 2-etyl-5,6,7,8-tetrahydroantrakinon og 2-etyl-antrakinon og nedbrytningsprodukter derav, og et blandet oppløsningsmiddel av metylsyklohexylacetat og Cg-alkylbenzen, hvori omdanningsgraden for antrakinon til hydroantrakinoner er større enn 80%, der andelen 2-etyl-5,6,7,8-tetrahydroantrakinon er omtrent 90% av de to antrakinoner og der innholdet av nedbrytningsprodukter for antrakinonene er større enn 150 g/l, karakterisert ved at det antrakinon som tilføres under de suksessive sykluser for å kompensere for tapet av aktivt mellomprodukt er utelukkende 2-etyl-5,6,7,8-tetrahydroantrakinon .