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PROCEDE de CONDENSATION FRACTIONNEE de VAPEURS de PEROXYDE d'HYDROGENE.
Par chauffage de solutions d'acide persulfurique et corps semblables ainsi que de solutions diluées de peroxyde d'hydrogène, on obtient des mélanges de vapeurs de peroxyde d'hydrogène et d'eau. L'obtention de peroxyde d'hydrogène concentré, par exemple à 30%, à partir de ces mélanges de vapeurs, n'a été résolue jusqu'à présent que par condensation fractionnée des vapeurs suivant des principes connus, à l'aida d'une colonne renfermant à sa partie supérieure un déphlegmateur.
Un inconvénient de cette méthode réside dans le fait que, par suite de la sensibilité du peroxyde d'hydrogène à l'action des métaux, un très petit nombre de matériaux entre en ligne de compte comme matériaux de construction pour le déphlegmateur. De plus, du fait que l'on doit effectuer la distillation du pero- xyde d'hydrogène dans le vide, il résultait toujours pour la construction de l'appareil et donc aussi pour celle du déphlegmateur, la nécessité de choisir, des sections suffisamment grandes pour ne pas exercer d'action nuisible sur le vide. La conséquence en était que de tels déphlegmateurs devaient être ex- cessivement grands.
Il a maintenant été trouvé qu'on peut résoudre de fa- çon très simple le problème de la condensation fractionnée des mélanges de vapeurs de peroxyde d'hydrogène et d'eau en trai-
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tant, sans employer de déphlegmateur, le mélange de vapeurs par de l'eau finement divisée, - par exemple à l'aide d'une tuyère de pulvérisation - dont la température est avantageusement inférieure à celle des vapeurs, par exemple à la températu re ordinaire.
On peut effectuer la condensation en introduisant les vapeurs sortant de l'appareil de distillation dans la partie intérieure d'une colonne, chargée de corps de remplissage, et en aspirant, grâce au vide, dans la partie supérieure de cette colonne de petites quantités d'eau, finement divisées au moyen d'une tuyère de pulvérisation. Les vapeurs de peroxyde d'hydrogène sont ainsi condensées par l'eau venant en sens inverse, tandis que les vapeurs d'eau sont condensées de façon généralement connue à l'extrémité de l'installation de conden- sation, qui peut consister en plusieurs tuyaux ou tours.
Si, pour la condensation des vapeurs d'eau oxygénée, on utilise l'eau condensée dans la dernière tour, on peut en même temps récupérer les restes de peroxyde d'hydrogène qu'elles peuvent éventuellement contenir. De même, on peut aussi, à la plaee de l'eau, utiliser comme moyen de condensation pour les vapeurs de peroxyde d'hydrogène, des solutions diluées de peroxyde d'hydrogène, par exemple des solutions à 3%. Le procédé permet, en outre, d'introduire en même temps que le liquide pulvérisé, des stabilisateurs, grâce à quoi le peroxyde d'hydrogène, particulièrement sensible à l'action de la chaleur, est stabilisé dès l'instant de sa condensation. @
Le dessin ci-annexé représente un dispositif convenant à l'exécution du procédé.
A est une colonne construite en métal approprié ou en matière céramique, B un faux-fond, tandis que C représente des corps de remplissage et D une tuyère de pulvérisation pour l'arrosage de la colonne.
Les vapeurs venant de l'appareil de distillation entrent en E dans la colonne, et la quittent en F pour être alors condensées dans un réfrigérant. Par la conduite G, le liquide d'arrosage J est aspiré du récipient H. L est un robinet ou un
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autre dispositif pour régler le débit du liquide.
Le peroxyde d'hydrogène condensé s'écoule de la colonne en K dans des réservoirs maintenus sous vide.
Le mode de travail du procédé est décrit dans les exemples suivants : Exemple 1: Les vapeurs de 100 Kg de solution de peroxyde d'hy- drogène à 3%, qu'on distille sous vide dans un appareil de distillation, arrivent à la température de 75 sous un vide de 25 mm de mercure dans la partie inférieure de la colonne de rectification, traversent alors la couche de corps de remplissage de la colonne, dans laquelle le peroxyde d'hydro- gène est extrait par lavage, et quittent la colonne à la partie supérieure sous forme de vapeurs d'eau que l'on con- dense dans un refroidisseur intercalé en avant de la pompe à vide. En traversant la couche de corps de remplissage, les gaz sont mis en contact intime avec l'eau introduite par le pulvérisateur. Les vapeurs quittent la tour à une tempéra- ture de 35 C.
Quantité d'eau introduite: 10 Kg; production:
9,700 Kg de solution de peroxyde d'hydrogène à 30%; rende- ment atteignant donc 97%. L'eau condensée ne renferme plus qu'environ 1/1000% de H2O2.
Exemple 2: Sur 100 Kg de solution de peroxyde d'hydrogène à 3%, on ne distille que 90 Kg, tandis que les 10 Kg restant sont utilisés, à l'arrosage de la colonne, après addition de 3 gr d'acide phosphorique servant de stabilisateur. Tou- tes autres conditions étant semblables à celles de l'exemple
1, on obtient: 8,9 Kg de solution de peroxyde d'hydrogène à 332% en poids. Rendement: 98,5%. Dans l'eau n'existe de nouveau qu'environ 1-2/1000% de H2O2.
On a bien déjà recommandé d'effectuer la condensation de mélanges de vapeurs d'acide chlorhydrique et d'eau au moyen d'eau. En laissant hors considération qu'on ne peut dé- duire de ce fait la possibilité d'application d'une telle opération à la condensation de n'importe quelle matière volatile
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mélangée à de la vapeur d'eau, dans le procédé mentionné, on ne recommande le refroidissement direct qu'en liaison avec le refroidissement Indirect, de telle'sotte que les vapeurs à condenser sont traitées par l'eau froide après avoir déjà été refroidies.
On n'y obtient pas non plus d'acide chlorhydrique concentré, tandis que le procédé faisant objet de ce brevet permet de façon surprenante l'obtention de peroxyde d'hydrogène de haute concentration,
On connaît également un procédé, suivant lequel des solutions diluées de peroxyde d'hydrogène sont chauffées dans une chaudière pour être concentrées; les vapeurs d'eau sortant de la chaudière, qui contiennent encore de petites quantités de peroxyde d'hydrogène, sont conduites à travers une colonne de rectification munie des plateaux ordinaires, dans laquelle s'écoule en même temps la solution diluée de peroxyde d'hydrogène à concentrer,uniquement dans le but de maintenir dans la chaudière la quantité primitive de matières à traiter par distillation.
Mais ici encore ce procédé, qui travaille du reste de façon discontinue, nécessite l'emploi d'un déphlegmateur avec tous ses inconvénients cités plus haut. Le procédé faisant l'objet de la présente invention est, par suite de la suppression du déphlegmateur et des plateaux de colonnes qui doivent être construits en matières céramiques, notablement plus simple et plus économique. Il permet un réglage infiniment plus rapide et plus efficace de la concentration de peroxyde d'hydrogène désirée suivant le cas, et il permet aussi de travailler sous @n vide meilleur, déjà pour cette raison que les vapeurs ne viennent en contact qu'avec la surface du liquide.
Un procédé dans lequel les vapeurs de mélanges de liquides s'échappant d'une cornue de distillation munie d'une colonne montante sont mises en contact avec une pulvérisation chaude du mélange de liquides à distiller, est connu. Mais tant à cause de la disposition de la colonne au-dessus de la cornue de distill@tion, dans lesquels les matières sont chauffées continuellement, qu'à cause du chauffage préalable du li-
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quide s'écoulant sous forme de pluie en sens inverse du mélange de vapeurs, il n'y avait aucune raison, pour le fabrioant de peroxyde d'hydrogène, de faire usage d'un pareil dispositif qui a du reste pour but la distillation fractionnée,
et d'abandonner les dispositifs de condensation utilisés habituellement dans la fabrication du peroxyde d'hydrogène, qui ont en général, jusqu'à présent, fait leur preuve. Il devait notamment être absolument loin de l'évidence, pour condenser le peroxyde d'hydrogène se trouvant en mélange avec des vapeurs d'eau, d'ajouter encore de nouvelles quantités d'eau ou de liquide dont le peroxyde devait précisément être séparé.