RU2216505C2 - Способ выделения водных растворов пероксида водорода - Google Patents
Способ выделения водных растворов пероксида водорода Download PDFInfo
- Publication number
- RU2216505C2 RU2216505C2 RU2001134220A RU2001134220A RU2216505C2 RU 2216505 C2 RU2216505 C2 RU 2216505C2 RU 2001134220 A RU2001134220 A RU 2001134220A RU 2001134220 A RU2001134220 A RU 2001134220A RU 2216505 C2 RU2216505 C2 RU 2216505C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrogen peroxide
- reaction mixture
- oxidation
- mpa
- temperature
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение предназначено для химической, текстильной промышленности и медицины и может быть использовано при проведении окислительных синтезов, получении отбеливателей и дезинфицирующих средств. В реакторе-окислителе получают пероксид водорода окислением вторичного спирта, например изопропилового, под давлением 1 МПа при 125-130oС. Реакционная смесь, полученная после окисления, содержит пероксид водорода, кетон, вторичный спирт, воду и органические примеси. Эту смесь подвергают испаренению при 0,14-0,2 МПа и температуре 85-95oС. Жидкую фазу после испарения направляют на ректификацию под вакуумом. Изобретение позволяет снизить потери пероксида водорода, увеличить его выход на 1-1,2%, снизить энергозатраты за счет исключения стадии подогрева реакционной смеси перед подачей в ректификационную колонну, упростить технологию и повысить безопасность процесса. 4 табл.
Description
Изобретение относится к неорганической химии, в частности, к процессу выделения пероксида водорода из реакционных смесей, полученных окислением вторичных спиртов.
Пероксид водорода широко используется в народном хозяйстве: в химической промышленности в окислительных синтезах, в текстильной и целлюлозно-бумажной промышленности в качестве отбеливателя, в медицинской промышленности и других отраслях народного хозяйства.
Выделение пероксида водорода из реакционных смесей во многом определяет экономическую эффективность и конкурентоспособность метода его производства.
Для выделения высококипящих компонентов из жидких реакционных смесей (каким в настоящем случае является перохсид водорода) чаще всего используется метод ректификации.
Ближайшим аналогом предлагаемого изобретения является "Способ получения водного раствора пероксида водорода" (Авторское свидетельство СССР 1685865, кл. С 01 В 15/026, опубл. 23.10.1991 г.), в соответствии с которым реакционную смесь, полученную окислением вторичного спирта (изопропанола), подают в середину ректификационной колонны, в куб которой подают непрерывно воду. Образующийся водный раствор пероксида водорода отбирают с нижней глухой тарелки ректификационной колонны, а сверху колонны отбирают легколетучие компоненты - ацетон, изопропанол, воду и органические примеси. Такая технологическая схема, по мнению авторов, позволяет снизить подачу воды и получить более высококонцентрированные растворы пероксида водорода с соблюдением безопасности процесса. Выход пероксида водорода, по данным авторов, повышается с 87,7% до 96,9-98,2% на стадии выделения.
Физико-химическая основа процессов, протекающих при повышенных температурах в смесях, содержащих пероксид водорода, заключается в следующем.
Реакционная смесь, содержащая вторичный сперт, кетон, воду, пероксид водорода и органические примеси, содержит растворенный газ - кислород, т.к. смесь в реакторе находится под избыточным давлением. Реакционная смесь перед ректификацией поступает в сборник-накопитель, где кислород выделяется и выходит из реакции.
В этих условиях в качестве окислителя выступает пероксид водорода, который реагирует с органическими компонентами реакционной смеси по схеме:
Чтобы остановить реакцию окисления кетона до соответствующей (в данном случае уксусной) кислоты (2), реакционную смесь охлаждают до температуры не более 40oС, при этом скорость реакции падает, но процесс окисления не прекращается и содержание уксусной кислоты в смеси увеличивается. Выход пероксида водорода по действующей технологии составляет 98-98,5%.
Чтобы остановить реакцию окисления кетона до соответствующей (в данном случае уксусной) кислоты (2), реакционную смесь охлаждают до температуры не более 40oС, при этом скорость реакции падает, но процесс окисления не прекращается и содержание уксусной кислоты в смеси увеличивается. Выход пероксида водорода по действующей технологии составляет 98-98,5%.
Задачей настоящего изобретения является повышение выхода пероксида водорода, полученного методом окисления вторичных спиртов, и снижение энергетических затрат на стадии выделения пероксида водорода.
Поставленная задача осуществляется путем одновременного концентрирования и выделения пероксида водорода в две стадии:
- на первой стадии реакционную смесь, полученную окислением вторичных спиртов и содержащую вторичный спирт, кетон, воду, органические примеси и пероксид водорода, предварительно подвергают испарению при давлении 0,1-0,2 МПа и температуре 85-95oС за счет внутреннего тепла системы - перегретой жидкости (самоиспарение); в результате этой операции из реакционной смеси удаляется часть органических компонентов смеси (преимущественно кетона и вторичного спирта). Одновременно происходит концентрирование пероксида водорода. На этой стадии из реакционной смеси за счет снижения температуры перегретой жидкости, поступающей из реактора окисления (со 125-130oС до 85-95oС), испаряются более легколетучие компоненты - кетон и вторичный спирт с небольшим содержанием воды и не более 0,2% пероксида водорода; испаренная часть составляет 10-15% от массы реакционной смеси,
- на второй стадии оставшуюся жидкую фазу реакционной смеси направляют на ректификацию, проводимую под вакуумом, в результате которой отделяют пероксид водорода от органических компонентов реакционной смеси, оставшихся в смеси после первой стадии.
- на первой стадии реакционную смесь, полученную окислением вторичных спиртов и содержащую вторичный спирт, кетон, воду, органические примеси и пероксид водорода, предварительно подвергают испарению при давлении 0,1-0,2 МПа и температуре 85-95oС за счет внутреннего тепла системы - перегретой жидкости (самоиспарение); в результате этой операции из реакционной смеси удаляется часть органических компонентов смеси (преимущественно кетона и вторичного спирта). Одновременно происходит концентрирование пероксида водорода. На этой стадии из реакционной смеси за счет снижения температуры перегретой жидкости, поступающей из реактора окисления (со 125-130oС до 85-95oС), испаряются более легколетучие компоненты - кетон и вторичный спирт с небольшим содержанием воды и не более 0,2% пероксида водорода; испаренная часть составляет 10-15% от массы реакционной смеси,
- на второй стадии оставшуюся жидкую фазу реакционной смеси направляют на ректификацию, проводимую под вакуумом, в результате которой отделяют пероксид водорода от органических компонентов реакционной смеси, оставшихся в смеси после первой стадии.
Таким образом, суммарные потери пероксида водорода по предлагаемому способу за счет разложения пероксида водорода при проведении первой стадии и потери с испаренными органическими продуктами и в результате ректификации оставшегося объема реакционной смеси оказались ниже, чем при проведении по ранее применяемой схеме.
Неожиданным оказалось, что при удалении из реакционной смеси при самоиспарении около 20% кетона от общего его количества, присутствовавшего в реакционной смеси после реактора-окислителя, реакция окисления кетона и спирта в присутствии пероксида водорода практически прекращается. Потери пероксида водорода на стадии ректификации также снижаются за счет уменьшения времени ректификации в связи с уменьшением объема реакционного объема, поступающего на вторую стадию.
Пример 1.
Способ выделения пероксида водорода был проверен в условиях опытной установки. В реакторе-окислителе емкостью 160 дм3 проводили процесс получения пероксида водорода окислением гоопропилового спирта под давлением 1 МПа при температуре 125-130oС. Полученная реакционная смесь имела следующий состав, мас.%:
Пероксид водорода - 8,6
Ацетон - 18,7
Изопропанол - 56
Вода - 16,7
Уксусная кислота - 0,12
Вышеуказанную реакционную смесь подвергали испарению в емкостном аппарате при давлении 0,1 МПа и снижении температуры смеси до 85-90oС. Пары продуктов после конденсации в теплообменнике собирали в сборник.
Пероксид водорода - 8,6
Ацетон - 18,7
Изопропанол - 56
Вода - 16,7
Уксусная кислота - 0,12
Вышеуказанную реакционную смесь подвергали испарению в емкостном аппарате при давлении 0,1 МПа и снижении температуры смеси до 85-90oС. Пары продуктов после конденсации в теплообменнике собирали в сборник.
Оставшаяся жидкая фаза в емкостном аппарате имела состав, мас.%:
Пероксид водорода - 9,5
Ацетон - 16,4
Изопропанол - 56,5
Вода - 17,5
Уксусная кислота - 0,13
Эту реакционную смесь направляли на ректификационную колонну, работающую под вакуумом. Ректификационная колонна эффективностью 12 теоретических тарелок работает при остаточном давлении 0,025-0,065 МПа и с температурой в кубе 85-90oС.
Пероксид водорода - 9,5
Ацетон - 16,4
Изопропанол - 56,5
Вода - 17,5
Уксусная кислота - 0,13
Эту реакционную смесь направляли на ректификационную колонну, работающую под вакуумом. Ректификационная колонна эффективностью 12 теоретических тарелок работает при остаточном давлении 0,025-0,065 МПа и с температурой в кубе 85-90oС.
В результате ректификации концентрация пероксида водорода в кубе колонны повышается до 35-40 мас.% и такой продукт выводится из колонны в виде кубовой жидкости.
При проведении экспериментов были получены результаты по составу и количеству паровой и жидкой фаз обеих стадий выделения пероксида водорода (средние значения из 3-5 параллельных опытов), приведенные в табл. 1 и 2.
Пример 2.
Процесс получения пероксида водорода проводили с использованием вторичного бутилового спирта (бутанол-2) на опытной установке, описанной в примере 1. На первой стадии (самоиспарении) при температуре 85-95oС и давлении в аппарате 0,15-0,2 МПа было удалено ~10 мас.% смеси, преимущественно метилэтилкетон и вторичный бутиловый спирт. Полученные результаты приведены в табл. 3. Материальные потоки этого процесса приведены в табл. 4.
Сравнением предлагаемого способа выделения пероксида водорода, получаемого окислением вторичных спиртов по двухстадийной схеме, с существующим установлено:
- повышение выхода готового продукта на стадии разделения реакционных смесей на 1-1,2%,
- сокращение энергозатрат на этой стадии на 15-20% за счет самоиспарения части реакционной смеси, исключения стадии подогрева реакционной смеси перед подачей в ректификационную колонну и снижения расходов на охлаждение ("закалку" реакционной смеси после реактора-окислителя),
- упрощение технологической схемы за счет исключения закалочного теплообменника после реактора-окислителя,
- повышения безопасности процесса благодаря тому, что конценгрирование пероксида водорода происходит в условиях более низких концентраций кетона и вторичного спирта, что тормозит процесс дальнейшего окисления (реакция 2).
- повышение выхода готового продукта на стадии разделения реакционных смесей на 1-1,2%,
- сокращение энергозатрат на этой стадии на 15-20% за счет самоиспарения части реакционной смеси, исключения стадии подогрева реакционной смеси перед подачей в ректификационную колонну и снижения расходов на охлаждение ("закалку" реакционной смеси после реактора-окислителя),
- упрощение технологической схемы за счет исключения закалочного теплообменника после реактора-окислителя,
- повышения безопасности процесса благодаря тому, что конценгрирование пероксида водорода происходит в условиях более низких концентраций кетона и вторичного спирта, что тормозит процесс дальнейшего окисления (реакция 2).
Claims (1)
- Способ выделения водных растворов пероксида водорода из реакционных смесей, полученных окислением вторичных спиртов и содержащих пероксид водорода, кетон, вторичный спирт, воду и органические примеси, включающий ректификацию под вакуумом, отличающийся тем, что перед ректификацией реакционную смесь подвергают испарению при 0,1-0,2 МПа и 85-95oС.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001134220A RU2216505C2 (ru) | 2001-12-07 | 2001-12-07 | Способ выделения водных растворов пероксида водорода |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001134220A RU2216505C2 (ru) | 2001-12-07 | 2001-12-07 | Способ выделения водных растворов пероксида водорода |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001134220A RU2001134220A (ru) | 2003-07-27 |
RU2216505C2 true RU2216505C2 (ru) | 2003-11-20 |
Family
ID=32027137
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001134220A RU2216505C2 (ru) | 2001-12-07 | 2001-12-07 | Способ выделения водных растворов пероксида водорода |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2216505C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2648887C1 (ru) * | 2017-06-19 | 2018-03-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научный центр "Прикладная химия" | Способ получения пероксида водорода |
-
2001
- 2001-12-07 RU RU2001134220A patent/RU2216505C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2648887C1 (ru) * | 2017-06-19 | 2018-03-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научный центр "Прикладная химия" | Способ получения пероксида водорода |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4618709A (en) | Waste water treatment in the production of methacrylic acid | |
FI80218B (fi) | Foerfarande och anlaeggning foer rening av en tvaokomponentvaetskeblandning medelst destillering. | |
US4035242A (en) | Distillative purification of alkane sulfonic acids | |
US6713649B1 (en) | Method for production of formic acid | |
JPH0239491B2 (ru) | ||
JPH01283251A (ja) | 脂肪酸の連続エステル化方法 | |
CN108059597B (zh) | 一种反应精馏与渗透汽化集成生产乙酸乙酯的方法及其装置 | |
CN102757019A (zh) | 一种双氧水的浓缩与提纯系统及方法 | |
CN107987038B (zh) | 环氧化工艺物料分离系统和环氧化工艺物料分离方法 | |
KR0122083B1 (ko) | 과산화수소의 제조방법 | |
US8017812B2 (en) | Process for the liquid phase oxidation of ethylbenzene into ethylbenzene hydroperoxide | |
CN100564335C (zh) | 一种甲酸的制备方法 | |
CN1331070A (zh) | 丙酮合成甲基异丁基酮的分离方法 | |
CN109134217B (zh) | 一种环己烷氧化法生产环己酮过程中氧化装置及氧化工艺改进方法 | |
JPS6261312B2 (ru) | ||
RU2216505C2 (ru) | Способ выделения водных растворов пероксида водорода | |
EP2657192B1 (en) | Reducing organic impurities in waste water | |
CN209098188U (zh) | 一种双氧水浓缩提纯装置 | |
JPS6261006B2 (ru) | ||
CN109336847A (zh) | 一种回收环氧丙烷残液的精馏系统及其工作流程 | |
US2061810A (en) | Process of distilling alcohols | |
RU2353575C1 (ru) | Двухстадийный способ выделения 40-60% водного раствора пероксида водорода | |
RU2356831C1 (ru) | Способ получения пероксида водорода окислением изопропанола | |
CN113072427B (zh) | 一种回收丙二醇醚和丙二醇的方法 | |
US2228027A (en) | Process for the catalytic conversion of olefins to alcohols |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081208 |