BE614341A - - Google Patents

Description

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  Procédé pour la régénération de la solution-navette utilisée pour la préparation de peroxyde d'hydrogène par le procédé à l'anthra- quinone . 



   On sait qu'on peut préparer du peroxyde d'hydrogène par un procédé cyclique en alternant l'hydrogénation d'une alkylanthraquinone et l'oxydation de l'alkylanthrahydroquinone formée à l'aide d'oxygène avec libération du peroxyde d'hydrogène. Les processus de réduction et d'oxydation sont exécutés dans un solvant organique ou un mélange de solvants organiques dans lequel l'alkylanthraquinone et l'alkylanthrahydroquinone sont toutes deux solubles. 



  Le peroxyde d'hydrogène est extrait de la solution organique par l'eau. Au cours de l'hydrogénation du composé anthraquinonique à l'aide de catalyseurs au nickel de   Raney   ou au palladium, il se forme, par fixation d'hydrogène sur le. noyau aromatique,de la tétrahydroanthrahydroquinone hydrogénée sur le noyau, qui n'est par 

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 elle-même pas nuisible dans le procédé de préparation du peroxyde d'hydrogène. L'expression "anthraquinone active" désigne ci-après tant le composé introduit initialement que la tétrahydroanthraquinone. 



   Outre cette réaction d'hydrogénation dans le noyau,il se produit aussi au cours du procédé cyclique d'autres reactions secondaires indésirables conduisant à des composés qui ne participent pas comme l'anthraquinone active à la formation du peroxyde d'hyarogène. Avec le temps, ces substances impropres au transfert de l'oxygène s'accumulent dans la solution-navette, cependant que la teneur en anthraquinone active diminue, ce qui entraîne des perturbations appréciables dans le processus de préparation. 



   On a proposé de soumettre la solution-navette à un traitement de séparation des composés gênants. En outre, on connaît de nombreux procédés qui visent à retransformer les produits inactifs en composés anthraquinoniques actifs pour la préparation du peroxyde d'hydrogène, suivant lesquels on traite la solution-navette épuisée par divers agents, le plus souvent à teapérature élevée, en ajoutant de préférence de l'alcool comme adjuvant de solution. 



   Les procédés de régénération connus offrent cependant quelques inconvénients, à savoir principalement la formation, au cours du traitement thermique ci-dessus de la solution-navette, de produits de dégradation qu'il est difficile d'éliminer de la solution-navette régénérée. De plus, il est pratiquement exclu ae travailler de manière continue pendant la régénération en raison de la frequente difficulté de séparation des phases au cours de l'épuisement de l'agent de régénération. 



   On a découvert à présent que ces inconvénients peuvent être évités en traitant la solution-navette, éventuellement en présence d'un agent d'oxydation, par un échangeur d'ions à des températures comprises entre 30 C et le point d'ébullition du mélange de réaction. Comme échangeurs d'ions pouvant s'utiliser, les résines échangeuses de cations et d'anions sont particulièrement appropriées, 

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 et on peut utiliser comme échangeurs de cations les proauits commer- ciaux connus a base de polystyrène, ae phénols ou de résines polyacryliques et comme échangeurs d'anions les produits du commerce à base de polystyrène ou de polyamines. Il s'est également avéré que la forme OH d'une résine échangeuse d'anions est la plus active alors que la forme Cl est à peu près inopérante.

   La vitesse de réaction de la forme H d'un echangeur de cations est petite comparée a celle de la forme OH d'un échangeur d'anions. 



   Il est avantageux d'effectuer la réaction sur   l'échan-   geur d'ions en présence d'alcools. Comme alcools on peut utiliser le méthanol, l'éthanol, etc. 



   La température de réaction est déterminée par le point d'ebullition de Palcool utilisé lorsque la réaction est conduite sous la pression normale.   n   général, des températures de   50-80 C   s'avèrent satisfaisantes, mais la réaction est également possible a des températures inférieures a 30 C avec des vitesses de réaction dès lors plus faibles. 



   La reaction sur l'échangeur d'ions peut être conduite non seulement en présence d'alcools mais aussi en présence d'agents d'oxydation tels que l'air ou le peroxyde d'hydrogène, ce qui permet pour la transformation d'anthraquinone inactive en anthraquinone active, en outre l'oxydation d'anthraquinone hydrogénée sur le noyau en anthraquinone non hyarogénée sur le noyau. On maintient ainsi a une valeur très faible la concentration de la solutionnavette en anthraquinone hydrogénée sur le noyau. 



   Un avantage essentiel du procédé est la possibilité d'inclure directement la regénération dans le cycle d'hydrogénation et d'oxydation de l'anthraquinone, étant donné que de fastidieux processus d'épuisement et de neutralisation de la solution régénérée ne sont pas nécessaires. I1 suffit alors que la régénération ne   por-   te que sur une partie de la solution-navette . A cet effet, la résine échangeuse peut être disposée sous forme d'un lit fixe. 

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  Le rapport entre la quantité de solution-navette dérivée par heure et le volume de résine échangeuse détermine le temps de séjour dans la zone de réaction de la solution-navette à régénérer.   n   donnant une dimension convenable au récipient qui contient la résine changeuse, on peut introduire avantageusement à contre-courant de l'air ou un autre agent d'oxydation. Il suffit alors de séparer de la solution traitée régénérée quittant le lit de résine échangeuse l'alcool ajouté au préalable pour accélérer la reaction. Cela peut se faire par distillation ou extraction à l'eau. 



  EXEMPLE 1. -
Une solution-navette ayant une teneur initiale de 120 g de tertio-butylanthraquinone, de 380 g   d'oetanol   et de 500 g de xylène ne contient après dix mois de circulation plus que   50   de quinone active. On dilue 1,6 litre de cette solution avec 400 cm3 de méthanol et on agite à 60 C pendant 6 heures avec 700 cm3 d'échangeur de cations, en introduisant de l'air. On sépare la solution de l'échangeur et on la lave a l'eau déminéralisée. La solution est alors exempte de méthanol et sa teneur en quinone active est remontée à 60% de la valeur initiale. 



    EXEMPLE 2.-  
On traite 1,6 litre de la solution de l'exemple 1 par 400   cm 3 de   méthanol et 750 cm3 d'un échangeur d'anions fortement basique. On agite en tout pendant 9 heures a 60 C en faisant barboter de   l'air.   On prélève des échantillons après 2, 5, 7 et 9 heures de réaction, on les lave a l'eau déminéralisée et on détermine la teneur en quinone et en quinone hydrogénée sur le noyau. 



  Avantle traitement: Quinone 42,75 g/kg de solution   @   Quinone hydrogénée sur le noyau   19,2   g/kg de solution. 



  Après 2 heures: Quinone 74 g/kg de solution. 



  Quinone hydrogénée sur le noyau 45,4 g/kg de solution 

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 Après 5 heures: Quinone 87,5 g/kg de solution. 



  Quinone hydrogénée sur le noyau 31,6 g/kg de solution. 



  Après 7 heures: Quinone 95,1 g/kg de solution. 



  Quinone hydrogénée sur le noyau 23,8 g/kg de solution. 



  Après 9 heures: Quinone 96 g/kg de solution. 



  Quinone hydrogénée sur le noyau 19,8 g/kg de solution. 



  EXEMPLE   3:-  
On dilue 1 litre ae la solution-navette de l'exemple 1 avec 200 cm3de méthanol et on fait passer à 40-50 C sur une colonne d'un échangeur d'anions moyennement basique. Le temps de séjour de la solution-navette s'élève à 1 heure. Simultanément, on introduit de l'air à contre-courant. Après ce traitement, on extrait à l'eau déminéralisée la solution-navette qui contient alors 60% de la quinone active présente initialement. 



    EXEMPLE 4.-  
Une solution-navette du procédé cyclique contient initialement 120 g d'éthylanthraquinone, 380 g   d'o.ctanol   et 500 g de xylène. Après dix mois de circulation, elle n'a plus qu'une teneur en quinone active de 50%. 



   .On dilue 600 cm3 de cette solution avec 300 cm3 de méthanol et 100 cm3 de peroxyde d'hydrogène à   15%   et on fait passer à 70-75 C sur une colonne de résine échangeuse d'anions fortement basique. Après ce traitement, on extrait à l'eau déminéralisée la solution-navette qui contient alors 95% de la quinone active initiale. 



    EXEMPLE   5. -
Une solution-navette du procédé, cyclique contient ini- 
 EMI5.1 
 tialement 120 g de tertio-butylanthraquinone, 380 g d'octanol et 500 g de xylène. Après 18 mois de circulation, la solution-navette a la composition suivante: 

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50 g de tertio-butylanthraquinone, 10 g de tétrahydroanthraquinone et 60 g de quinone inactive. On dilue 1,6 litre de cette solution avec 400 cm3 de méthanol et on fait passer à 50- 55 C sur une colonne de résine échangeuse d'anions   forteruent   basique. 



  Simultanément, on introduit de l'air à contre-courant. Le temps de séjour de la solution dans la zone de réaction s'élève à 3 heures. 



  Après ce traitement, on extrait à l'eau déminéralisée la solution qui contient alors 95g de tertio-butylanthraquinone et 2U g de tetrahydroanthraquinone. Cela correspond à une quantité de   95,8%   de celle de la quinone active présente initialement. 



   REVENDICATIONS. 



   1. Procédé de régénération d'une solution-navette servant à la fabrication de peroxyde d'hydrogène par le procédé à l'anthraquinone, caractérisé en ce qu'on traite la solution-navette par un échangeur d'ions à des températures comprises entre 30 C et le point d'ébullition du mélange de réaction.

Claims (1)

1. 2. frocédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on traite la solution-navette par un échangeur d'ions en présence d'un agent d'oxydation.

   3. Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérise en ce qu'on traite la solution-navette par un échangeur d'ions en présence d'un alcool.

   4. Procédé suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on utilise comme échangeurs d'ions des résines synthétiques échangeuses d'ions.