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PROCEDE D'OBTENTION DE PEROXYDE D'HYDROGENE EN PARTANT DE
SOLUTIONS DE PERSULFATE'.
L'objet de la présente invention est un procédé d'obtention de peroxyde d'hydrogène avec emploi de solutions de per- sizlfate obtenues par voie électrolytique, qui est caractérisé en ce que l'obtention des solutions de départ se fait d'une manière beaucoup plus économique et le rendement du processus de distillation pour l'obtention du peroxyde d'hydrogène peut être considérablement augmenté par rapport aux procédés connus.
Pour la fabrication du peroxyde d'hydrogène en partant de solutions de persulfate ammonique ave.c la teneur usuelle en acide sulfurique on connaît déjà un procédé continu par le bre- vet américain n 1,234,380 (J.Patek), qui présente les mêmes avantages que le procédé de fabrication en partant d'acide persulfurique. L'oxygène présent dans la solution de persulfate ammonique peut être récupéré sous forme de peroxyde d'hydrogène lorsqu'on fait distiller cette solution aussi rapidement que Possible dans le vide et qu'on prend soin que le peroxyde
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d'hydrogène formé est éloigné aussitôt de l'espace de distilla tion et est condensé avec la vapeur d'eau dégagée.
On soumet d"ordinaire à la distillation une solution co tenant environ 230 gr. de persulfate ammonique par litre (DRP 567 602, page 2, première colonne-, ligne 2), c'est-à-dire 16 g d'oxygène actif par litre, comme obtenue par électrolyse d'une solution de bisulfate ammonique avec environ 5 gr. mol. de NH4HSO4 par litre.
Il n'est pas passible d'obtenir avec un bon rendement l'oxygène actif sous forme de peroxyde d'hydrogène par une sim ple distillation de cette solution jusqu'à la moitié de son volume. original, d'abord para que l'augmentation de la température d'ébullitian du liquide et par conséquent l'augmentatio de la concentration provoque des pertes considérables er. oxygè actif, car le peraxyde d'oxygène formé se décompose beaucoup plus facilement en eau et oxygène principalement à cause de la présence de catalyseurs, et en second lieu parce qu'il reste dans la solution un restant, qui ne peut pas être sous estimé, de persulfate non hydrolysé.
Lorsque la concentration de la solution augmente jusqu' ce que le volume de la solution soit moins de 50 % du volume original, an court même le danger de précipiter du sulfate ammanique et d'obstruer ainsi l'appareil de distillation.
Il a déjà été proposé, pour réduire les pertes en oxygè actif qui sont causées par l'augmentation de la concentration de la solution ou de son point d'ébullition, d'ajouter de nouveau. de l'eau à la solution pendant la distillation. Cette mes re est exécutée en deux étapes; on traite notamment dans la pr mière phase, dans l'appareil de vaporisation, la solution de persulfate avec environ 16 gr. d'xoygène actif par litre, ce tellè manière qu'approximativement 75 % de ce dernier est dist le, ensuite par addition d'eau on ramène la solution à son vol,
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me original et an la soumet alors à une deuxième distillation, par laquelle le restant de l'oxygène actif est chasse.
Cette distillation permet cependant d'éliminer sous forme de peroxyde d'hydrogène, seulement environ 80 % de l'oxygène actif que la solution de persulfate ammonique contenait avant la distillation. La perte en oxygène actif au cours de .cette distillation en deux étapes s'élève donc à environ 20 %.
Cette
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perte est due presqu'exclusiveme.nt à la décomposition du. per- oxyde d'hydrogène et n'est pas occasionnée par le fait qu'un restant de persulfate non hydrolisé reste dans la solution en quantité appréciable. L'oxydation électrolytique de la solution de bisulfate ammonique pour l'obtention d'une concentration de 16 gr. d'oxygène actif par litre travaille avec un rendement de 80 % en moyenne. Le rendement total du procédé s'élève donc à seulement 64 % environ de l'oxygène formé'.
Il a été maintenant trouvé que l'on peut augmenter aonsi.
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dérablemant le rendement de ce procède si an ne poursuit pas 1-oxydation de la solution de hisalfate amnanîque. jusqu'à une teneur de 16 gr.dsoxygène actif par litre, mais une solution de bisulfate ammonique a 5 gr. mol. de NE4HSQ4 par litre est soumise à l'oxydation électrolytique et de cette manière l'oxy dation est poupée seulemont juaqu'a'.v une aonoontratian du .0 gr, d'oxygène actif par litre. On obtient ainsi d'abord un rende,-
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ment électrolytique de g0 j' de la productif ëoriq, en te- nant compte de ce que ce gain de 10 % est d'autant plus important que l'énergie électrique représente le facteur principal
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du prix de revient de peroxyde deh3raragène., fabriqué' éleatraly tiquement.
Il a été cependant montré avant tout, ce qui a pu être vérifié par de nombreux essais, qu'il est possible d'augmenter
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le rendement en oxygène .actif par la distillatian, si an d1a* till6; cette solu.1ticm électrolybêë à 10 gr d''.ne, =tir par
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litre- après augmentation de san volume par une addition appro- priée d'eau, jusqu'à obtenir une solution à 5 gr. d'oxygène ac- tif par litre, et qu'on vaporise seulement une partie de la solution correspondant à la quantité d'eau ajoutée. On obtient ainsi sous forme de peroxyde. d'hydrogène 95 % de l'oxygène ac- tif.
Le rendement total du procédé atteint ainsi 85, 5 %, soit un gain de 21,5 % en oxygène actif par rapport à la fabrication ordinaire.
La vaporisation est réglée de telle manière que la sala- tien concentrée a, au sortir de l'appareil de vaporisation, la concentration qui est requise pour pouvoir être admise de suite de nouveau dans l'électrolyseur. En ce moment, la totalité de l'oxygène actif, dont 95 % sont condensés sous forme de H2O2, est déjà distillée,
S'il est vrai que ce procédé représente une augmentation d'environ 20 % de la dépense en vapeur de chauffage par rapport à la méthode mentionnée de la distillation on deux étapes, cet- te augmentation est cependant sans importance pour l'économie du procédé par rapport aux importants avantages économiques que le nouveau procédé; apporte, rien que pour l'économie en énergie électrique-.
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PROCESS FOR OBTAINING HYDROGEN PEROXIDE FROM
PERSULFATE 'SOLUTIONS.
The object of the present invention is a process for obtaining hydrogen peroxide using electrolytically obtained persizlfate solutions, which is characterized in that the starting solutions are obtained in a manner much more economical and the yield of the distillation process for obtaining the hydrogen peroxide can be considerably increased compared to the known processes.
For the manufacture of hydrogen peroxide starting from solutions of ammonium persulphate with the usual sulfuric acid content, a continuous process is already known from American patent no. 1,234,380 (J.Patek), which has the same advantages as the manufacturing process starting from persulfuric acid. The oxygen present in the ammonium persulfate solution can be recovered as hydrogen peroxide when this solution is distilled as quickly as possible in a vacuum and care is taken that the peroxide
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of hydrogen formed is immediately removed from the distillation space and is condensed with the evolved water vapor.
A solution containing approximately 230 g of ammonium persulfate per liter (DRP 567 602, page 2, first column, line 2), that is to say 16 g of active oxygen, is ordinarily subjected to distillation. per liter, as obtained by electrolysis of an ammonium bisulphate solution with approximately 5 mol grams of NH4HSO4 per liter.
It is not possible to obtain active oxygen in the form of hydrogen peroxide with a good yield by simply distilling this solution to half its volume. original, first of all that the increase in the boiling temperature of the liquid and consequently the increase in the concentration causes considerable losses. active oxygen, because the oxygen peraxyde formed decomposes much more easily into water and oxygen mainly because of the presence of catalysts, and secondly because there remains in the solution a remainder, which cannot be underestimated , unhydrolyzed persulfate.
When the concentration of the solution increases until the volume of the solution is less than 50% of the original volume, there is even the danger of precipitating ammonium sulfate and thus obstructing the still.
It has already been proposed, in order to reduce the losses of active oxygen which are caused by the increase in the concentration of the solution or of its boiling point, to add again. of water to solution during distillation. This measurement is carried out in two stages; in the first phase, in the vaporization apparatus, the persulfate solution is treated in particular with approximately 16 g. of active oxygen per liter, in such a way that approximately 75% of the latter is distilled, then by adding water the solution is brought back to its flight,
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me original and an then subjects it to a second distillation, by which the remainder of the active oxygen is removed.
This distillation, however, makes it possible to remove, in the form of hydrogen peroxide, only about 80% of the active oxygen which the ammonium persulfate solution contained before the distillation. The loss of active oxygen during this two-stage distillation therefore amounts to about 20%.
This
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loss is due almost exclusively to the decomposition of the. hydrogen peroxide and is not caused by a residue of unhydrolyzed persulfate remaining in solution in appreciable amount. Electrolytic oxidation of the ammonium bisulfate solution to obtain a concentration of 16 gr. of active oxygen per liter works with an efficiency of 80% on average. The total yield of the process is therefore only about 64% of the oxygen formed.
It has now been found that one can increase aonsi.
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This will derail the performance of this process if the 1-oxidation of the amanic hisalfate solution is not continued. up to a content of 16 gr. of active oxygen per liter, but a solution of ammonium bisulphate at 5 gr. mol. of NE4HSQ4 per liter is subjected to electrolytic oxidation and in this way the oxidation is achieved only up to an amount of .0 g of active oxygen per liter. We first obtain a return, -
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electrolytic element of g0 j 'of the productive ëoriq, taking into account that this gain of 10% is all the more important as the electric energy represents the main factor
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of the cost of hydrogen peroxide, manufactured eleatraly tically.
However, it has been shown above all, which has been verified by numerous tests, that it is possible to increase
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the yield of active oxygen by the distillator, if an d1a * till6; this electrolyte solu.1ticm to 10 gr of. ne, = shot by
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liter- after increasing its volume by a suitable addition of water, until obtaining a solution of 5 gr. of active oxygen per liter, and that only part of the solution corresponding to the amount of water added is vaporized. One thus obtains in the form of peroxide. hydrogen 95% of the active oxygen.
The total yield of the process thus reaches 85.5%, ie a gain of 21.5% in active oxygen compared to ordinary production.
The vaporization is regulated in such a way that the concentrated saline has, on leaving the vaporization apparatus, the concentration which is required in order to be able to be immediately admitted back into the electrolyser. At this moment, all of the active oxygen, 95% of which is condensed as H2O2, is already distilled,
While it is true that this process represents an increase of about 20% of the heating vapor expenditure compared to the mentioned method of two-stage distillation, this increase is however of no importance for the economy of the process. in relation to the significant economic advantages of the new process; brings, just for the saving in electrical energy-.