BE451611A

BE451611A -

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Publication number: BE451611A
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Description

Procédé pour la production de peroxyde d'hydrogène.

Il est connu d'obtenir des solutions de persulfate d'ammonium par électrolyse et de les transformer en solutions de peroxyde. Au cours de ces procédés, qui établissent un circuit continu, en ce sens que les résidus de distillation sont, après addition d'eau, à nouveau oxydés à l'état de solutions de persulfate, il existe le grand inconvénient que seules peuvent être utilisées des solutions de sulfate ammonique de concentration limitée en sels. Lorsque les solutions de persulfate doivent entrer en réaction par distillation directe, on ne considère comme distillables que les solutions contenant plus d'une molécule d'acide sulfurique par molécule de sulfate ou de persulfate.

Par suite de cette composition des solutions, leur degré d'oxydation pour fournir des solutions de persulfate et donc aussi leur concentration finale, est également établie et maintenue défavorablement basse.

Cn ne peut donc pas, dans l'électrolyse aux températures ordinaires, pousser la concentration finale des solutions de persulfate au-delà de 40 g./litre, calculê en peroxyde, car au- trement, les électrolyseurs se recouvrent de persulfate en voie de cristallisation et des difficultés d'utilisation considérables apparaissent. L'industrie travaille en général avec des concentrations finales, avant la transformation qui, calculées en peroxyde ne dépassent pas 35 -/,litre. Cela signifie pourtant une charge tant dans la distillation que dans la rectification des vapeurs, étant donné que la concentration des vapeurs ne peut pas être poussée au-delà de 4 à 5 % en peroxyde.

L'objet de l'invention consiste en un procédé d'obtention de peroxyde à partir de solutions de persulfate, au cours duquel on peut employer des solutions qui contiennent, à côté du sulfate ammonique, un ou plusieurs autres sulfates, qui forment des persulfates plus facilement solubles que le persulfate anmonique, et qii, à l'aide d'une quantité appropriée d'acide sulfurique, s'oxydent électrochimiquement en donnant des solutions de persulfate qui sont ensuite converties en peroxyde.

Bien que généralement les persulfates ,plus solubles que le persulfate ammonique, par exemple le persulfate de sodium, le persulfate de lithium, le persulfate de magnésium, le persulfate de zinc, etc.,, ne peuvent en soiêtre obtenus élec- trochimiquement qu'avec un mauvais rendement en courant, on a constaté qu'avec des solutions formées d'un mélange de sulfa- tes, conformément à l'invention, aux concentrations appropriées pour la transformation en peroxyde, les rendements en courant sont meilleurs que pour les électrolytes habituels constitués de sulfate ammonique et d'acide sulfurique, utilisés jusqu'ici dans ce but.

Il est connu, en vue de la préparation de persulfate cristallin de sodium, de faire réagir le sulfate aumoni- que lors de sa formation par électrolyse d'une solution de bisulfate d'ammonium, avec un sulfate solide de sodium. Mais dans ce cas,.on n'opère qu'avec des solutions saturées, dans

des conditions telles qu'elles sont applicables pour la pré- paration de solutions de persulfates en vue de l'obtention de peroxydes. Aucun des persulfates plus solubles que le per- sulfate ammonique n'a été traité jusqu'ici en vue de l'obten- tion dd peroxyde et l'on ne pouvait pas prévoir que ce trai- tement serait possible avec de bons rendements.

Leur prépara- tion par oxydation électrochimique n'est d'ailleurs connue que pour le persulfate de sodium et de lithium mais non point par exemple pour les persulfates des éléments trivalents parmi lesquels le persulfate de magnésium entre autres peut, d'après le procédé de l'invention, non seulement être obtenu avec de très hauts rendements en courant, mais être transformé en peroxyde bien qu'il ne puisse pas former d'hydrosulfate.

On a de plus constaté ce phénomène étrange qu'il n'est plus nécessaire d'opérer avec des quantités considérables d'acide sulfurique, lorsque la solution de persulfate doit être trans- formée par distillation directe en H202. D'après l'invention, des solutions qui contiennent moins d'une molécule d'acide sulfurique par molécule de sulfate ou de persulfate, se lais- sent encore convertir en peroxyde par distillation, avec des rendements remarquables.

On peut donc remplacer une partie de l'acide sulfurique utilisé jusqu'à ce jour par des sulfates susceptibles de former des persulfates plus facilement solubles que le persulfate ammonique. Le procédé, conformément à l'in- vention, présente l'avantage considérable de pouvoir, à l'en- contre des méthodes connues, pousser l'oxydation électrochi- mique jusqu'à une concentration finale de plus de 65 g. de peroxyde au litre sous forme de persulfates sans perte de rendément. Ceci. signifie, en présence de la possibilité de dou- bler la concentration de courant et la densité de courant,une amélioration de l'exploitation de l'installation électrochi- mique, et par suite du platine investi, etc. de près de 100%.

Le danger de voir les électrolyseurs se recouvrir de sel.est tout à fait exclu et par conséquent le service est simplifié.

Mais la distillation des solutions de persulfate est aussi que améliorée, étant donné/désormais on peut opérer avec des concentrations de vapeur à 8 à 10% de peroxyde. 11 s'ensuit une rectification simplifiée. Alors que jusqu'à présent les pertes par distillation devaient se compter sur des vapeurs à 4 à 5%, on doit désormais calculer tout au plus la même perte sur des vapeurs à 8 à 10%, de sorte que le rendement total, calculé sur l'énergie électrique utilisée devient considérablement plus favorable. La méthode conformément à l'invention peut être raccordée à tous les procédés connus pour l'obtention de peroxyde à partir de solutions de per- sulfate.

La composition des solutions peut, selon les exi- gences de l'appareillage, etc.. être choisie différemment, d'autant plus que, conformément à l'invention, la plupart des persulfates formés à partir d'électrolytes mixtes, se laissent aussi convertir sans perte au moyen de sulfates ou de bisulfates en persulfates difficilement solubles, pour se laisser ensuite transformer comme tels en peroxyde.

Exemple -
Une solution qui contient au litre 235 ,le sulfate ammonique et 285 g. d'acide sulfurique est,par voie connue, oxydée électro chimiquement en solution de persulfates par le procédé à diaphragmes. La concentration en courant est de 25 ampères au litre, la densité de courant est de 0,7 amp. par =2. Pour une teneur en persulfate de 40 g./litre calculé en peroxyde, il se produit une cristallisation du persulfate.

On ne peut par conséquent pousser l'oxydation que jusque 35 g. de peroxyde au litre. Le rendement en courant atteint alors 85% environ. Si, selon la façon connue, on soumet-cette solu- tion à la distillation, 4 à 5% des vapeurs doivent être trans- formées en peroxyde. Pour un passage total de 1000 litres ae solution par unité de temps, on obtient en chiffres ronds, à l'aide de l'installation, 28 kc. de peroxyde, calculé corme étant à 100%.

Par contre, si conformément à l'invention, on utilise un électrolyte qui contient par litre, outre 225 g. de sulfate ammonique et 200 g. d'acide sulfurique, encore 100 g. de sulfate de sodium, anhydre et qu'on électrolyse comme indiqué plus haut, mais toutefois avec une concentration de courant de 50 Amp. litre et une densité de courant de 1,5 A./ ci%2, et jusqu'à une teneur en persulfate de 65 g./litre calculé en peroxyde, alors, bien que la concentration finale soit presque doublée, il en résulte un rendement en courant de 84%.

Une séparation du persulfate n'a pas lieu même lorsqu'on pousse l'oxydation jusqu'à complète élimination des sulfates. On distille la solution de façon connue. Pour un passage de 1000 litres par unité de temps, on obtient, avec la même installation que citée ci-dessus, environ 52 kg. de peroxyde calculé comme étant à 100%.

Les dépenses en vapeur pour la distillation son plus minimes qu amparavant, la rectification est plus simple et le rendement total en peroxyde, calculé sur l'énergie électrique utilisée est considérablement meilleur.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S.

1.- Procédé pour l'obtention de peroxyde d'hydrogène à partir de solutions de persulfate, caractérisé en ce que, pour l'oxydation électrochimique, on utilise des solutions-de sulfata ammonique qui, à côté du sulfate ammonique, contiennent encore un ou plusieurs autres sulfates, qui forment des persulfates plus facilement solubles que le persulfate ammonique et que ces sulfates, conjointement avec une quantité appropriée d'acide sulfurique sont oxydés électrochimiquement à 1-tétat de solutions de persulfates et converties ensuite en peroxyde.

2,- Procédé d'après la revendication 1, caractérisé en ce que les solutions de sulfate contiennent moins d'une moléculs d'acide sulfurique par molécule de sulfate .ou de persulfate.

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