SE426808B - Forfarande for reducering av syrehalten i gasblandningar, varvid gasen bringas i kontakt med en losning innehallande antrahydrokinonderivat - Google Patents

Description

8104242-6 10 15 20 25 30 35 2 Avgasen från denna oxidationsprocess skulle kunna vara användbar som skyddsgas vid hydreringsreaktionen om dess syrehalt kunde nedbringas till högst 1,0-1,5 vol%.

Det har nu överraskande visat sig att oxidationen inte utan vidare kan genomföras med ett antrahydrokinon- -syreförhâllande som ger mindre än 1,5 vol% syre i avgasen. När syretrycket är lägre än 80-100 millibar och väteperoxidhalten i lösningen samtidigt är högre än 50-100 millimol per liter bildas nämligen avsevärda mängder vatten, dvs väteperoxidutbytet och därmed an- läggningskapaciteten minskar. Under de angivna reak- tionsbetingelserna minskar även reaktionshastigheten.

Vid låg halt väteperoxid i lösningen är däremot reakticnshastigheten relativt sett ganska hög, även vid syretryck lägre än 80-100 millibar, samtidigt som vattenbildningen är låg. Vid minskande halt väteperoxid i lösningen ökar möjligheten att genomföra oxidationen vid ett lågt syretryck och med bibehållet högt väte- peroxidutbyte. Genom att sålunda hålla väteperoxid- halten vid en nivå under ca 100 millimol per liter kan man reducera syrehalten i avgasen till den önskade nivån av högst 1,5 vol%.

Uppfinningen omfattar således ett förfarande för reducering av syrehalten i gasblandningen till 0,0-1,5 vol%, vid vilket förfarande gasen bringas i kontakt med en lösning innehållande antrahydrokinonderivat, som kan oxideras med molekylärt syre under väteperoxidbildning, vilket förfarande kännetecknas av att syretillförseln avpassas så att mängden tillfört syre vid kvantitativ väteperoxidbildning stökiometriskt motsvarar högst 90 % av den tillförda mängden antrahydrokinonderivat och av att lösningens väteperoxidhalt vid kontaktytorna mellan lösningen och gasen är högst 100 millimol per liter vid ett samtidigt syretryck av högst 100 millibar. Före- trädesvis tillföres syre i en mängd som stökiometriskt motsvarar högst 50 % av den tillförda mängden antra- hydrokinonderivat. 10 15 20 25 30 8104242-6 3 Fig l visar ett diagram över ett oxidations- förlopp enligt uppfinningen.

Förfarandet enligt uppfinningen kan lämpligen utföras kontinuerligt i varje form av oxidations- reaktor, t ex i en tubreaktor eller i en eller flera kolonner. Användes kolonn, kan lösning och gas föras i medström uppifrån och ned eller nedifrån och upp.

Också ett motströmsförfarande kan användas, dvs gasen inledes vid kolonnbasen och lösningen vid kolonntoppen.

För att en stor kontaktyta mellan gas och vätska skall erhållas, förses kolonnerna företrädesvis med inbyggda nät eller hålbottnar eller placeras fyllkroppar däri.

Oxidationstemperaturen kan vara 20 - lO0°C och företrädesvis 40 - 70°C. Trycket i oxidationsreaktorn kan vara 0,8 - 10 bar, men begränsas företrädesvis till l - 6 bar. De lösningsmedel, som användes till antrahydrokinonlösningen, kan valfritt väljas bland de för antrakinonprocessen lämpliga.

Förfarandet enligt uppfinningen innebär en partiell oxidation av antrahydrokinonhalten i lösningen. Denna lösning innehåller således ytterligare ooxiderat antrahydrokinonderivat som kan färdigoxideras på känt sätt, varefter väteperoxiden kan utvinnas t ex genom extraktion med vatten.

Förfarandet enligt uppfinningen kan användas för att minska syrehalten i alla slag av gasblandningar under förutsättning av att de icke innehåller någon gas, som kan reagera med lösningsmedlen eller lös- ningens övriga beståndsdelar pâ ett icke önskvärt sätt.

Den avgas som kommer från det vid väteperoxid- framställning genom antrakinonprocessen vanliga oxidations- systemet kan, liksom luft, användas för generering av syrefattiga gasblandningar enligt uppfinningen. Pro- duktgasen kan renas från lösningsmedelsångor på kända sätt, t ex genom utfrysning och/eller adsorption på aktivt kol. Om det föreligger behov av absolut säker- 8104242-6 10 15 20 25 30 35 4 ställd mycket låg halt av syre i produktgasen kan eventuell resthalt efter förfarandet enligt uppfin- ningen avlägsnas, t ex genom katalytisk förbränning.

Syrefattiga avgasblandningar från förfarandet enligt uppfinningen kan således användas som skydds- gas vid bl a hydreringssteget i antrakinonprocessen.

Efter lämplig rening kan de användas som skydds- och inertgas även inom andra områden samt utgöra utgångsmaterial för framställning av t ex flytande kväve, ädelgaser och ammoniak.

För att ytterligare belysa uppfinningen ges nedanstående exempel, vilka ej är avsedda att be- gränsa uppfinningen.

EXEMPEL l I en 500 ml sättkolv av glas tillsattes 200 ml av en lösning innehållande 147 millimol tetrahydro- -etylantrahydrokinon (THEAHK) per liter. Den till- satta lösningen innehöll ingen väteperoxid. Gasfasen i kolven bestod av luft och innehöll från början l4 millimol syre per liter satsad THEAHK-lösning.

Kolven placerades i ett vattenbad, vars temperatur hölls konstant vid 2l°C. I gasrummet anbringades en syreelektrod, som var kopplad till en skrivare, som kontinuerligt indikerade och registrerade syrehalten i gasfasen. Så snart kolvens hals tillslutits gastätt, startades en magnetomrörare i lösningen och regi- strering av syrehalten i gasen startades. Efter 75 min hade syrehalten i gasen minskat till 0,0 vol%.

Lösningen innehöll då 14 millimol väteperoxid och 133 millimol THEAHK per liter.

EXEMPEL 2 För att visa betydelsen av för hög väteperoxid- halt i lösningen genomfördes följande försök.

Med samma anordningar och vid samma temperatur fick 200 ml THEAHK-lösning reagera med 300 ml luft. 10 15 20 25 30 35 ps1o4242-6 5 Lösningen innehöll från början 15 millimol THEAHK och lll millimol väteperoxid per liter. Syrehalten i luften minskade under 200 min till 5,3 vol%. Efter ytterligare 40 min var syrehalten i gasen oförändrad 5,3 vol%. Lösningen innehöll då 3 millimol THEAHK och 117 millimol väteperoxid.

Väteperoxidutbytet räknat på mängd oxiderad THEAHK var SO %.

EXEMPEL 3 I en cylindrisk kolonn med inre diametern 52 mm och höjden 10 m fylld med 6 mm intaloxsadlar av pors- lin infördes kontinuerligt vid kolonnbasen 16,5 liter/h av en lösning innehållande 294 millimol THEAHK per liter.

Samtidigt infördes luft vid kolonnbasen med konstant flöde, så att syretillförseln var 102 millimol per liter tillförd THEAHK-lösning. Såväl avgasen som den partiellt oxiderade THEAHK-lösningen lämnade kolonnen vid dess överdel. Trycket vid kolonnbasen var 3,28 bar och vid kolonntoppen 2,45 bar. Vid kontinuerligt fort- varighetstillstånd, då den genomsnittliga temperaturen i kolonnen var 5l,6°C, innehöll avgasen 0,6 vol% syre.

Väteperoxidutbytet räknat på mängd oxiderad THEAHK var 99 %. Oxidationsförloppet visas i fig l.

EXEMPEL 4 I samma kolonn och på samma sätt som i exempel 3 infördes kontinuerligt 11,5 liter/h av en lösning innehållande 270 millimol THEAHK per liter. Samti- digt infördes kontinuerligt en gasblandning innehål- lande 5,2 vo1% syre och 94,8 vol% kväve. Gasbland- ningen tillfördes med ett konstant flöde, så att syre- tillförseln var 313 millimol per liter tillförd THEAHK- -lösning. Trycket var vid kolonnbasen 1,92 bar och vid kolonntoppen 1,18 bar. Vid kontinuerligt fortvarighets- tillstånd var temperaturen i kolonnen genomsnittligt 50,8°C och syrehalten i avgasen 3,4 vol%.

Den utgående lösningen innehöll 138 millimol THEAHK och 105 millimol väteperoxid per liter. Väteperoxidutbytet räknat på mängd oxiderad THBAHK var 79,5 %.

Claims (4)

1. lO 15 20 8104242-6 PATENTKRAV l. Förfarande för reducering av syrehalten i gasblandningar till 0,0 - 1,5 vol%, varvid gasen' bringas i kontakt med en lösning innehållande antra- hydrokinonderivat, som kan oxideras med molekylärt syre under väteperoxidbildning, k ä n n e t e c k-i n a t av att syretillförseln avpassas så att mängden tillfört syre vid kvantitativ vâteperoxidbildning stökiometriskt motsvarar högst 90 % av den tillförda mängden antrahydrokinonderivat och av att lösningens väteperoxidhalt vid kontaktytorna mellan lösningen och gasen hâlles vid högst 100 millimol per liter vid ett samtidigt syretryck av högst 100 millibar.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k- n a ts av att syretillförseln avpassas så att mängden tillfört syre stökiometriskt motsvarar högst 50 % av den tillförda mängden antrahydrokinonderivat.

3. Pörfarande enligt krav l eller 2, k ä n n e- t e c k n a t av att oxidationen genomföres vid ett tryck av 0,8 - 10 bar, företrädesvis 1 - 6 bar.

4. Förfarande enligt ett eller flera av de före- gående kraven, k ä n n e t e c k n a t av att oxida- tionen genomföras vid en temperatur av 20 - l00°C, företrädesvis 40 - 70°C.