CH192845A - Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxyd. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxyd.    Verschiedene Verfahren zur     Herstellung     von Wasserstoffperoxyd aus Lösungen, in  denen diese     Verbindung    durch     Erhitzung     entsteht, wie aus Lösungen von Perschwefel  säure, Persulfaten usw., sind bekannt.  



  Sämtliche bekannte Verfahren haben ge  meinsam, dass bei herabgesetztem Druck die  Lösung von Persohwefelsäure, oder die mit  Schwefelsäure angesäuerte Persulfatlösung,  direkt und/oder indirekt erhitzt wird, mei  stens mit Dampf, wonach das gebildete Was  serstoffperoxyd vom Reaktionsgemisch ge  schieden wird.  



  Die     indirekte        Erhitzung    mit Dampf hat  den Übelstand, dass die Wärmeübertragung  über ein die Wärme gut leitendes Material,  also praktisch über ein Metall, wie z. B. Blei,  stattfinden muss, und, wie bekannt ist, wir  ken diese Metalloberflächen katalytisch zer  setzend auf die aktiven Sauerstoff enthalten  den Verbindungen.  



  Die direkte Erhitzung mit Dampf bringt    die Verunreinigungen, die der Dampf - be  sonders falls er überhitzt ist - meistens ent  hält, in das Reaktionsmedium, was ebenfalls  eine Zersetzung unter Sauerstoffverlust zur  Folge haben kann, indem aueh das gebildete  H202 vom Dampf verdünnt wird.  



  Es hat sich nun herausgestellt, dass die  obigen, mit dem bekannten Verfahren ver  knüpften Übelstände vermieden werden und  mit einer sehr     guten        Ausbeute        Wasserstoff-          peroxyd    gewonnen werden kann aus Lösun  gen, in denen H2O2 durch Erhitzung entsteht,  falls bei     herabgesetztem    Druck     in    einer     Ein-          richtung    .aus     elektrisch    nichtleitendem     Male-          rial    genannte     Lösungen    in einer oder mehre  ren .ganz     :

  dünnen    Schichten mittels     eines     direkt durch diese .Schicht oder     @Schiehten    ge  führten elektrischen     Stromes    .erhitzt werden.  



  Damit die     Lösungen    in die Form sehr       dünner    Schichten     übergeführt    werden kön  nen, führt man     dieselben    zweckmässig längs  der Wände     :eines        Rohres    oder     eines        Gefässes;         diese     Wände    können sowohl     glatt,    als auch,  zur Vergrösserung der Oberfläche der dünnen  Flüssigkeitsschichten, roh sein oder mit Lei  sten, Absetzungen oder andern die Ober  fläche vergrössernden Teilen ausgestattet sein.  In dem Rohre oder dem Gefäss kann man zu  demselben Zwecke auch Scheidewände an  bringen.  



  Weiter ist es möglich, das Rohr oder das  Gefäss von innen mit einem Material, das  zur Führung der Flüssigkeit dient, z. B. mit  Asbestpapier, auszukleiden.  



  Auch kann man das Rohr oder das Gefäss  ganz oder teilweise mit die Oberfläche ver  grösserndem Material, z. B. mit     Rasohig-          Ringen,    Berl-Sattelkörpern, Kugeln und an  dern ähnlichem, regelmässig oder unregel  mässig gebildetem Füllmaterial ausfüllen. Die  dünnen Flüssigkeitsschichten bilden sich da  bei auch auf     diesen    Füllmaterialien, wodurch  ihre Oberfläche in ganz beträchtlicher Weise  vergrössert wird.  



  Zur Vergrösserung der Oberfläche kann  man weiter dem Rohre oder dem Gefäss einen  andern als einen runden Durchschnitt geben.  



  Das Rohr oder Gefäss kann sowohl senk  recht als waagrecht oder geneigt     aufgestellt     werden. Man kann die Lösung, z. B. Per  schwefelsäure- oder Persulfatlösung, von  oben nach unten oder von unten nach oben  führen. Die Lösungen können gegebenenfalls  vorgewärmt werden.  



  Es hat sich weiterherausgestellt, d ass man  durch Einblasen einer kleinen Menge trock  nen, überhitzten oder nicht überhitzten  Dampfes, in Gleich- oder Gegenstrom mit der  Lösung, eine bessere Flüssigkeitsschicht er  hält. Statt Dampf kann man auch ein indif  ferentes Gas, z. B. Stickstoff, zu diesem  Zwecke anwenden.  



  Betreffend die 7Zusammensetzung der Lö  sungen, aus denen das Wasserstoffperoxyd  gewonnen wird, hat sich herausgestellt, dass  dieselbe innerhalb weiten     Grenzen    variiert  werden kann.  



  So kann bei Verwendung von Ammo  niumpersulfat die Konzentration des letzte  ren zwischen 100 bis 250 g pro Liter, der    Schwefelsäuregehalt zwischen 200 bis 900 g  pro Liter, die Ammoniumsulfatkonzentration  zwischen 0 bis 400 g pro Liter liegen.  



  Bei Verwendung von Perschwefelsäure  lösungen kann die H2S2O8-Konzentration  zwischen 100 und 300 g pro Liter liegen, in  dem die Schwefelsäurekonzentration 150 bis  250 g H2SO4 pro Liter betragen kann.  



  Obgleich Lösungen obengenannter Zusam  mensetzung die besten Ergebnisse erzielen  lassen, kann das Verfahren nach der Erfin  dung auch mit Lösungen, deren Zusammen  setzung ausserhalb dieser Grenzziffer liegt,  ausgeführt werden.  



  Vorzugsweise wird d ie Zusammensetzung  der Lösungen derart gewählt, dass dieselben  mit günstiger Stromausbeute elektrolytisch  hergestellt werden können und dass gleichzei  tig die Leitfähigkeit hoch ist, so dass bei der  elektrischen Erhitzung nach dem( Verfahren  bei einer<U>bestimmten</U> Spannung viel     Wärme     entwickelt wird und somit die Leistungs  fähigkeit der Einrichtung hoch ist.  



  So ist zum Beispiel eine Lösung, die pro  Liter 200 g Ammoniumpersulfat, 200 g  Ammoniumsulfat und 300 g Schwefelsäure  enthält, in der     genannten        Hinsicht    einer Lö  sung mit gleicher Menge Ammoniumpersul  fat und Schwefelsäure, jedoch ohne Ammo  niumsulfat, vorzuziehen.  



  Als     elektrisch        nichtleitendes.    Material für  die     Einrichtung    kommen in     erster    Linie  Glas, Quarz oder     säurefestes    Steinzeug in Be  tracht.  



  Die elektrische Erhitzung     muss    so sein,  dass genügend Wärme zugefügt wird, um die  Hydrolyse der zu behandelnden     Lösungen     und die     Destillation        ,des        gebildeten        11202     usw.,     gegebenenfalls    mit Hilfe des     zugefiig-          ten    Dampfes, vollständig stattfinden zu  lassen.  



       Die    meist übliche Schwefelsäure-     Ammo-          niumpersulfatlösung    braucht pro     Liter    0,5  bis     0A        kwS.     



  Es     ist        selbstverständlich,    dass-     diese        elek-          trische        Wärme    so zugeführt werden muss,       ,:ass,        keine    oder nur     wenig        :Elektrolyse    auf  treten     kann.         Die Wärme kann auf elektrischem Wege  in verschiedenen Weisen zugeführt werden;

    durch Wahl der Spannung usw. kann man  die zuzuführende elektrische Wärme der  massen regeln, dass     dieselbe    der Konzentra  tion und der     Geschwindigkeit    der Lösungen,  sowie auch den Abmessungen der Einrich  tung angepasst wird.  



  Vorzugsweise findet die elektrische Er  hitzung mit     Wechselstrom    statt,     dessen    Span  nung entsprechend den im vorigen     Absatze     genannten Umständen gewählt wird.  



  Auch die     Frequenz    des     Wechselstromes     kann verschiedene Werte haben. Der übliche  Wechselstrom von 50 Perioden kann beim  vorliegenden Verfahren ohne     Bedenken    ange  wendet werden.  



  Die einfachste Weise der elektrischen Er  hitzung wird d adurch erreicht, dass man an  den Enden des Rohres oder des Gefässes,  längs welcher Wand, oder Wände, die zu be  handelnden Lösungen geführt werden, Elek  troden vorsieht, zwischen welchen eine Wech  selstromspannung besteht.  



  Es ist weiter möglich, den Wechselstrom  an mehreren Stellen zuzuführen.  



  Die Elektroden können aus Platin, Silber,  Gold, Blei, Graphit oder anderem leitendem  Material, das gegenüber den üblichen, schwe  felsauren, aktiven Sauerstoff enthaltenden  Lösungen widerstandsfähig ist, hergestellt  werden.  



  Ein besonderer Vorteil des Verfahrens  nach der Erfindung ist noch, dass die  elektrische Wärmezufuhr sich bei kleinen  Schwankungen in der Geschwindigkeit der  zugeführten Lösungen selbsttätig regelt, weil  eine zunehmende Flüssigkeitsgeschwindigkeit  die Dicke der Schichten etwas erhöht, wo  durch der Widerstand dieser     Schichten    ernie  drigt wird und also die Stromstärke steigt.  Eine genaue     Regelung    der     Flüssigkeitsge-          schwindigkeit    wird dadurch überflüssig.  



  Im folgenden ist ein Beispiel des Verfah  rens gemäss der     Erfindung    anhand der bei  liegenden Zeichnung beschrieben.    Beispiel:  In einer unter herabgesetztem Druck ste  henden Einrichtung, die aus zwei Quarz  rohren A von 2 cm Lichtdurchmesser und  25 cm Länge besteht und mit 4 mm grossen  Raschig-Ringen D gefüllt ist, wird mittels  trocknen Dampfes von 2 Atm. eine schwefel  saure Lösung von Ammoniumpersulfat, die  200 g Ammoniumpersulfat und 300 g Schwe  felsäure pro Liter enthält, bei H eingeführt,  wobei zwischen den Platinplatten B und C  eine Wechselstromspannung von 800 Volt  und 50 Perioden besteht, die durch den  Transformator E erzeugt wird. Die Ge  schwindigkeit der Persulfatlösung beträgt  4 Liter pro Stunde.

   Die durch das Quarz  rohr M entweichenden, Wasserstoffperoxyd  enthaltenden Dämpfe passieren einen Zyklon       K    und gehen bei F zur     Kondensation.    Die  bei G aufgefangene Restflüssigkeit kann nach       Verdünnung        wieder    für die Elektrolyse zu       Ammoniumpersulfat        verwendet    werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Wasser stoffperoxyd aus Lösungen, in denen diese Verbindung durch Erhitzung entstehen kann, dadurch gekennzeichnet, @dass man diese Lö sungen bei herabgesetztem Druck in einer Einrichtung aus elektrisch nichtleitendem Material in einer odermehreren ganz dünnen Schichten mittels eines direkt durch diese Schicht oder ,Schichten geführten elektrischen Stromes erhitzt. UNTERANSPRtrCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Schicht oder Schichten :der Lösungen längs einer oder mehrerer Wände eines Rohres führt, wo bei zwischen den Endender Wände eine- Weehselstromspannung besteht. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Schicht oder Schichten der Lösungen längs einer oder mehrerer Wände eines Gefässes führt, wo bei zwischen, den Enden der Wände eine Wechselstromspannung besteht. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzung der Flüssigkeit in einem Rohr stattfindet, das mindestens teilweise mit einem Füllmate rial mit grosser Oberfläche aufgefüllt ist. 4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzung der Flüssigkeit in einem Gefäss stattfindet, das mindestens teilweise mit einem Füll material mit grosser Oberfläche aufgefüllt ist. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in die Einrichtung gleichzeitig mit der Lösung trockner Dampf eingeführt wird. 6. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in die Einrichtung gleichzeitig mit der Lösung ein indiffe rentes Gas eingeführt wird. 7. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Strom an mehreren Stellen zugeführt wird.