TW416930B - Process for the purification of hydrogen peroxide, and the process and the plant for manufacture thereof - Google Patents

Description

經濟部智慧財產局具工消費合作社印製 416930 at B7 五、發明說明（ί ) 本發明係關於一種方法’該方法用以純化過氧化氫水 溶液，其目的是去除其中之陽離子及有機酸。 過氧化氫水溶液有許多工業上的用途’且當電場存在 時，其純度必須非常高’因此必須去除其中所含的陽離子 及有機酸。 描述至目前爲止之純化的方法爲蒸餾，離子交換樹脂 處理（法國專利申請案FR 1 0 4 3 0 8 2 )，在添加螯 合劑之交換樹脂中處理（法國專利申請案FR2 6 2 4 5 〇 0 )，以及逆滲透方法（美國專利申請案4 8 7 9 0 4 3號）。 然而，這些方法並不能完全地去除一些不純物，例如 特別是鐵F，++離子或鋁A1+++離子。 本發明的目的是改進這些的缺點。 本發明的主旨是一種純化過氧化氫水溶液的方法，其 特徵爲一或多種的巨配位體加入至該溶液中，且所得之混 合物通過超過濾膜。 通常使用於電子業中之過氧化氫水溶液爲3 0至3 5 %重量比。然而，本發明能夠應用於高達7 5 %重量比的 溶液。巨配位體加入至上述的水溶液中；特別地，本發明 的主旨是一種方法，其中的巨配位體含有一或數個官能基 ，其選自竣基，礦酸基和膦酸基或是含氮官能基，例如芳 族或非芳族胺官能基或是氮氧化胺官能基。

已加入配位體的水性過氧化氫，接著被加壓地通過一 超過濾膜。該膜是一種具抗氧化性的含氟聚合物類〔PTFE 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------ t--------訂.—l-豪 —丨丨！線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 416930 A7 B7 五、發明說明（）） ，PVDF，PFA〕，且其具有適合聚合物使用之截止閾 (cut-off threshold)。作業壓力是從1巴至數巴，一般 爲3至4巴；本發明的主旨特別是一種方法，其中超過爐 膜是一種由含氟聚合物所製成的膜，特別是由聚二氟乙嫌 (PVDF)，聚四氟乙烯（PTFE)，聚氟烷氧 (polyfluoroalkoxy)(PFA)所製成。 在各實施例中的測試結果說明如下，其結果顯示鐵離 子和鋁離子含量低於10百萬分之一，當巨配位體是選用 自4-乙烯基吡啶均聚物，苯乙烯/4-乙烯基吡啶2/8和 1/9共聚物，丙烯磷酸酯/磺酸酯共聚物〔分子量 =500,000〕，丙烯磷酸酯共聚物〔分子量=500,000〕和聚 乙烯基膦酸〔分子量=30,000〕，這個選擇構成本發明的一 個較佳的替代形式。 除了獲得好的結果，本方法的另一個優點是此純化方 法可能作爲其他純化步驟的上游或下游。 本發明的另一個主旨是一種自粗產物中製備不穩定之 高純度過氧化氫的方法，該粗產物是根據熟於此技藝者所 習知的方法而製備的，例如，舉例說明，憩錕的自身氧化 或是其衍生物的自身氧化，S04''/HS04·組合(couple)的陽 極氧化，氧氣的陰極還原或是直接合成，選擇性地包括一 個或更多的純化步驟是選自蒸餾，通過離子交換樹脂，通 過吸附劑管柱，特別是沸石，或是滲逆透，其特徵是該方 法另外地包至少一根據上述所定義之方法的超過濾步驟。 因此產生之高純度過氧化氫相當於使用者所欲標準， 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·！11訂.---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 416930 A7 B7 五、發明說明（$ ) 特別是電子元件的製造業者。 本發明的另一個觀點係關於一個用來生產不穩定且高 純度的過氧化氫之裝置’其特徵包含有 (a) —過氧化氫的合成單元 (b) —用來純化於步驟(a)中所獲得之粗產物之過氧化氫 的單元，其包括至少一根據上述方法之超過濾步驟，及 (c) 一用來儲存(b)中所純化的過氧化氫之容器，其使吸 收最終使用者消耗之變異上成爲可能，且其特徵在於該裝 置與該經純化之過氧化氫之最終使用者位於相同的位置， 且特別是用在製造電子元件之工廠的位置》 以下的實施例說明本發明但並沒有因而限制本發明。 實施例1 一個濃度爲70%的工業級過氧化氫水溶液，其製備自 憩錕方法，將其稀釋至30%並加入分子量爲4500的0.25 %丙烯磺酸共聚物。該溶液接著在一個設有50cm2聚醚楓 (polyethersulphone)薄膜之 Filtron® mini-ultrasette 中以 ldm3/min之滯留速率及l.3cm3/min之過濾速率下進行超過 結果列表(單位爲ppb) K Fe A1 Ni Cr Μη Sn 30%H2〇2 17 123 124 13 22 2 7800 濾液 8 12 13 <4 5 <0.2 40 實旆例2 0.25%重量比之分子量爲30000的聚乙烯膦酸加入至 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公:¾ > <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · n ϋ n # n 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 416930 57 五、發明說明（％ ) 一個濃度爲30%的電子級過氧化氫水溶液。該溶液接著在 —個 Filtron® 3K mini-ultrasette 中以 1.5dm3/min 之滯留速 率及0.7cm3/min之過濾速率下進行超過濾》 結果列表(單爲ppb) K Cu 30%H2〇2 0.95 0.94 濾液 0.45 0.21 實施例3 0.25%重量比之4-乙烯基毗啶均聚物加入至工業級過 氧化氫水溶液》所得溶液接著在一個1K膜中進行超過濾 〇 I I--I I I I I I I . . I I ---— I 訂••'—l—· — ·^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 結果列表(單位爲ppb)

Si Fe A1 Cr P Sn 30%H70, 10 300 127 407 23 22 200 7700 濾液 1680 3 <9 16 11 600 100 實施例4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 操作方式與實施例3類似，並且加入巨配位體苯乙烯 /4_乙烯基毗啶2/8共聚物和1/9共聚物，所得結果如 下： Fe A1 Cr P Sn 30%H,0, 70 140 17 23 800 7400 濾液 <4 <9 <4 11 200 <20 實施例5 操作方式如同實施例1，並且加入下述所引用之巨配 位體，所得結果如下： 6 團 r 用 遇 s 尺 張 紙 本 公 97 2 X 10 2 /V 格 規 Μ s) N (c 準 標 冢 416930 A7 B7五、發明說明（（-) K Fe AI Cr Mg 30%工業級H202 12 56 95 20 50 A <8 16 40 <4 24 B <8 8 <9 <4 14 C <8 3 25 <4 30 D <8 4 15 <4 2 A:丙烯/磺酸酯共聚物B:丙烯/磷酸酯/磺酸酯共聚物 分子量=500,000 C:丙烯/磷酸酯共聚物分子量=500,000 D:聚乙烯基膦酸分子量=30,000 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝---------訂---.------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 公_

   416930 衂册0808 充 C * 2 -1A & 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 天，聿利範圍 1. 一種純化過氧化氫水溶液之方法，其特徵在於： a) 將一或多種選自4-乙烯基吡啶均聚物，苯乙烯/4-乙烯基毗啶2/8和1/9共聚物，丙烯/磷酸酯/磺酸 酯共聚物〔Mw=1〇0,0〇〇〕，丙烯磷酸酯共聚物〔 Mw=500,000〕和聚乙烯基膦酸〔Mw=30,000〕之巨配位體 與30%至35%重量比之過氧化氫水溶液混合；及 b) 將束聚)a)中所得混合物於3至4巴之作業壓力下，1 dm3/min 至 1.5 dm3/min 之滯留速率下，以及 〇.7 cm3/min 至1.3 cm3/min之過濾速率下通過含氟聚合物所製成的超過 濾膜。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中含氟聚合物爲 聚二氟乙烯（PVDF)，聚四氟乙烯（PTFE)，聚氟烷氧 (polyfluroalkoxy)(PFA)。 3. —種自粗產物中製備不穩定之高純度過氧化氫的方 法，其選擇性地包括一或多個純化步驟，其係選自滲逆透 ，蒸觀’通過離子交換樹脂或通過一吸附劑，其特徵在於 該方法另外包括至少一根據申請專利範圍第1項之方法的 超過濾步驟。 4. 如申請專利範圍第3項之方法，其中該吸附爲沸石 ------II----裝- —----— —贫·--T I ----線 * (諳先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 . —種生產不穩定之高純度過氧化氫之裝置，其特徵 在於包括 . (a) —過氧化氫的合成單元 (b) —用來純化於步驟(a)中所獲得之粗過氧化氫的單元 I 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

   六、申請專利範圍 ，其包括至少一根據申請專利範圍第1項之方法的超過濾 步驟，及 (c)一用來儲存(b)中所純化之過氧化氫之容器，其使吸 收最終使用者消耗之變異上成爲可能，且其特徵在於該裝 置與該經純化之過氧化氫之最終使用者位於相同的位置。 6. 如申請專利範圍第5項之裝置’其中該裝置是在製 造電子元件之工廠的位置上。 7. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中於步驟(a)中， 過氧化氫是以憩錕的自身氧化反應或是憩錕之衍生物的自 身氧化反應所合成。 — It I — IHIIIP . ί — I I I I 訂 (諝先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局負工消费合作社印製 2 本紙張尺度適用t國囤家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 公_

   416930 衂册0808 充 C * 2 -1A & 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 天，聿利範圍 1. 一種純化過氧化氫水溶液之方法，其特徵在於： a) 將一或多種選自4-乙烯基吡啶均聚物，苯乙烯/4-乙烯基毗啶2/8和1/9共聚物，丙烯/磷酸酯/磺酸 酯共聚物〔Mw=1〇0,0〇〇〕，丙烯磷酸酯共聚物〔 Mw=500,000〕和聚乙烯基膦酸〔Mw=30,000〕之巨配位體 與30%至35%重量比之過氧化氫水溶液混合；及 b) 將束聚)a)中所得混合物於3至4巴之作業壓力下，1 dm3/min 至 1.5 dm3/min 之滯留速率下，以及 〇.7 cm3/min 至1.3 cm3/min之過濾速率下通過含氟聚合物所製成的超過 濾膜。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中含氟聚合物爲 聚二氟乙烯（PVDF)，聚四氟乙烯（PTFE)，聚氟烷氧 (polyfluroalkoxy)(PFA)。 3. —種自粗產物中製備不穩定之高純度過氧化氫的方 法，其選擇性地包括一或多個純化步驟，其係選自滲逆透 ，蒸觀’通過離子交換樹脂或通過一吸附劑，其特徵在於 該方法另外包括至少一根據申請專利範圍第1項之方法的 超過濾步驟。 4. 如申請專利範圍第3項之方法，其中該吸附爲沸石 ------II----裝- —----— —贫·--T I ----線 * (諳先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 . —種生產不穩定之高純度過氧化氫之裝置，其特徵 在於包括 . (a) —過氧化氫的合成單元 (b) —用來純化於步驟(a)中所獲得之粗過氧化氫的單元 I 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）