CH334302A - Verfahren zur Gewinnung von Wasserstoffperoxyd - Google Patents

Verfahren zur Gewinnung von Wasserstoffperoxyd

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CH334302A
CH334302A CH334302DA CH334302A CH 334302 A CH334302 A CH 334302A CH 334302D A CH334302D A CH 334302DA CH 334302 A CH334302 A CH 334302A
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John Pierotti Gino
Rinard Keeler William
James Evans Roy
Elton Vincent Robert
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Bataafsche Petroleum
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B15/00Peroxides; Peroxyhydrates; Peroxyacids or salts thereof; Superoxides; Ozonides
    • C01B15/01Hydrogen peroxide
    • C01B15/013Separation; Purification; Concentration

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Description


  Verfahren     zur        Gewinnung    von     Wasserstoffperoxyd       Die     Erfindung    bezieht sich auf ein Ver  fahren zur Gewinnung von Wasserstoffper  oxyd aus einem rohen     wässr        igen    Reaktions  gemisch, das einen niederen     aliphatischen.     Alkohol, eine aus dem Alkohol entstandene  niedere     aliphatische        Carbonylverbindung    sowie  organische Verunreinigungen,     wie    z. B. nieder  molekulare oxydierte Verbindungen, ein  schliesslich Peroxyde, und andere labile orga  nische Substanzen, enthält.  



  Insbesondere bezieht sich die Erfindung  auf die     Gewinnung    von Wasserstoffperoxyd  ans einem Reaktionsgemisch, das durch par  tielle Oxydation in flüssiger Phase eines niede  ren sekundären     aliphatischen    Alkohols, vor  zugsweise     Isopropylalkohols,    bei einer Tempe  ratur zwischen 70 und 160  erhalten     wurde,     wie dies im Schweizer Patent Nr. 316726  offenbart ist.  



  Ein auf     Isopropylalkohol    basierendes       typisches    Reaktionsgemisch wird etwa 1 bis  20     Gew.a/a    Wasserstoffperoxyd, etwa 40 bis  90     Gew. /o        Isopropylalkohol,    Aceton in einer  Menge, die ungefähr dem Wasserstoffperoxyd       stöehiometrisch    äquivalent ist, eine geringere  Menge Wasser als     Isopropylalkohol    sowie an  dere organische Substanzen enthalten.

   Ausser  dem wird es organische Peroxyde aufweisen,  die     zwischen    einer Menge von ungefähr  1.     Gew.0/a    des Wasserstoffperoxyds bis zu einer    Menge, die dem     Wasserstoffperoxyd    ent  spricht, variieren können.  



  Die Reinigung des Reaktionsgemisches bie  tet eine Anzahl von Problemen auf Grund der  Neigung des Wasserstoffperoxyds, sich zu zer  setzen     bzw.    organische Verbindungen     zu    oxy  dieren oder mit diesen zu reagieren. Schwer       abtrennbare    Komplexe von Wasserstoffper  oxyd und oxydierten organischen Stoffen oder  von organischen Peroxyden     können    vorhanden  sein. Die heftige Zersetzung des     Wasserstoff-          peroxyds    in Gegenwart von reaktionsfähigen       organischen    Stoffen bietet ein schwieriges Pro  blem.

   Merkliche Verluste an Wasserstoffper  oxyd, die durch langsame Oxydation der     orga-          uischen    Verbindungen eintreten, mögen er  wähnt sein, wobei vorausgesetzt wird, dass  man eine explosive Zersetzung verhindern  kann. Hinzu kommen die Schwierigkeiten, die  auftreten, wenn die organischen Verunreini  gungen selbst instabil oder labil sind und       während    der Abtrennung chemisch     verändert     werden.  



  Es     wurde    nun festgestellt, dass reines und  hoch konzentriertes Wasserstoffperoxyd in  einer Konzentration von 85-95     Gew.1/o    da  durch gewonnen werden kann, dass man das  oben genannte rohe     wässrige    Reaktionsgemisch  in einer ersten     Fraktionierzone    fraktioniert  destilliert, das     Bodenprodukt    der ersten     Frak-          tionierzone    in einem Verdampfer partiell ver-      dampft, das     dampfförmige    Gemisch aus dem  Verdampfer in einer zweiten     Fraktionierzorie     partiell kondensiert, wobei ein     Rückflussanteil     für den Verdampfer erhalten wird,

   den     un-          kondensierten    Teil des Dampfgemisches in  dieser zweiten     Fraktionierzone    noch     rektiTi-          ziert,    das flüssige Bodenprodukt der zweiten       Fraktionierzone    zu einer ersten     Abstreifzone     leitet, in der mit im Gegenstrom eingeleitetem  Dampf weitere Verunreinigungen entfernt  werden, den entweichenden Dampf der ersten       Abstreifzone    .

   in eine zweite     Abstreifzone    ein  leitet, in der man mit diesem Dämpf den im  Gegenstrom zugeführten, flüssigen Rückstand  aus dem Verdampfer weiter reinigt, die Kopf  fraktion dieser zweiten     Abstreifzone    in den  Verdampfer leitet und man als     Bodenprodukt.     der ersten     Abstreifzone    eine gereinigte     wäss-          rige        Wasserstoffperoxydlösung    abzieht.  



  Die Folge der gegebenenfalls sich abspie  lenden Vorgänge kann im     einzelnen    wie folgt  beschrieben und erläutert werden: Ein     wäss-          riges        Reaktionsgemisch,    das etwa<B>5-120/a</B>  Wasserstoffperoxyd,     Isopropylallkohol,    Aceton  sowie andere oxydierte organische Substanzen  einschliesslich     niedermolekulare    Säuren, Ester,  organische Peroxyde und labile Komplexe von  Wasserstoffperoxyd mit oxydierten orga  nischen Substanzen sowie einen Phosphat  stabilisator enthält, wird in einer ersten     Frak-          tionierzone    fraktioniert.

   Ein     wässriges    Ge  misch, das den grössten Teil des     Isopropyl-          alkohols    'und Acetons enthält,     wird    am Kolon  nenkopf abgezogen. Die erste Fraktionierung  wird vorzugsweise bei einem Druck zwischen  etwa 200 mm und 700 mm     Hg    in Gegenwart  von genügend Wasser, das nötigenfalls zuge  setzt wird, durchgeführt, um zu ermöglichen;  dass ein     azeotropes    Gemisch aus     Isopropyl-          alkohol    und Wasser am Kopf der Kolonne,  übergeht. Eine     wässrige,    etwa 20-35     Gew.1/o     Wasserstoffperoxyd enthaltende Lösung wird  als Bodenprodukt abgezogen.

    



  Die Bodenflüssigkeit der     ersten        Fraktio-          nierzone    wird     ztt    dem ersten Verdampfer, ge  leitet, in dem die Lösung bei einem Druck von  vorzugsweise 100-250 mm     Hg    partiell ver-    dampft wird, wobei ein flüssiger Rückstand  zurückbleibt, der etwa 50-65     Gew. /a    Wasser  stoffperoxyd enthält.

   Die Dämpfe, deren Zu  sammensetzung sich aus dem Dampfflüssig  keitsgleichgewicht des     Wasserstoffperoxyd-          Wasser-Systems    bei dem verwendeten Druck  und der Zusammensetzung des flüssigen Rück  standes ergibt, werden einer zweiten     Fraktio-          nierzone    zugeleitet, wo sie partiell kondensiert  werden, wobei ein     Rückflussanteil    für den  ersten Verdampfer erhalten wird. Der     unkon-          densierte    Teil des Dampfgemisches wird in  der zweiten     Fraktionierzone    noch rektifiziert.

    Wasser und flüssige organische Verbindungen  werden oben an der Fr     aktionierkolonne    abge  zogen, während die restlichen organischen Ver  bindungen zusammen mit etwas Wasserstoff       peroxyd    und Wasser kondensiert werden und  sich in dem flüssigen Bodenprodukt der zwei  ten     Fraktionierzone    ansammeln. Dieses Boden  produkt wird aus der zweiten     Fraktionierzone     ab- und der ersten     Abstreifzone    zugeleitet. Der  flüssige Rückstand des ersten Verdampfers  wird abgezogen und zu einer zweiten     Abstreif-          zone    geleitet.

   In die erste     Abstr        eifzone    wird  im Gegenstrom zu dem flüssigen Kondensat,  das aus der zweiten     Fraktionierzone    einge  leitet     wird,    ein     Wasserdampfstrom    eingeführt.  Der     Abstreifvorgang    wird vorzugsweise unter  einem Druck von etwa 300-600 mm     Hg     durchgeführt.  



  In der ersten     Abstreifzone    werden     restliehe     organische Verbindungen aus der Wasserstoff  peroxydlösung entfernt, ohne dass eine wesent  liche Verflüchtigung an Wasserstoffperoxyd  stattfindet. Der Gehalt an kohlenstoffhaltigen       Verunreinigungen    wird in der Lösung prak  tisch auf     Null    verringert. Die verdampften  organischen Verbindungen werden zusammen  mit geringen Mengen     Wasserstoffperoxyd    und  Wasserdampf, ohne dass die Dämpfe zwischen  durch kondensiert werden, der zweiten     Ab-          streifzone    zugeführt..

   In der zweiten     Abst.reif-          zone    wird dieses Dampfgemisch im Gegen  strom mit dem flüssigen Rückstand aus dem  ersten Verdampfer in Berührung gebracht.  Wasserstoffperoxyd wird zusammen mit ge  ringen Mengen an flüchtigen organischen Ver-           Bindungen    aus dem     flüssigen    Rückstand in  der zweiten     Abstreifzone    entfernt und das  erhaltene Dampfgemisch, das     flüehtige,    aus  der ersten     Abstreifzone    zurückgeleitete orga  nische Verbindungen' enthält, wird in den  ersten Verdampfer wieder eingeleitet.  



  Die als Bodenprodukt in der ersten     Ab-          streifzone    entstandene Wasserstoffperoxyd  lösung wird zu einem zweiten Verdampfer  geleitet und bei Unterdruck teilweise ver  dampft, wodurch ein flüssiger, zwischen 65  und 80     Gew. /o,    Wasserstoffperoxyd enthalten  der Rückstand und ein dampfförmiges     Ge-          iniseli    aus Wasserstoffperoxyd und Wasser  erhalten wird. Das Dampfgemisch wird aus  dem zweiten Verdampfer einer dritten     Frak-          tionierzone    zugeleitet, in der es rektifiziert  wird.

   Dort erhält man Nasser als Kopffrak  tion, und eine weiter gereinigte     wässrige    Was  serstoffperoxydlösung gewünschter Konzen  tration     wird    als Bodenprodukt, unter teil  weisem     Rückfluss    von Wasser zum zweiten  Verdampfer, abgezogen. Der flüssige Rück  stand aus dem zweiten Verdampfer wird dem  ersten Verdampfer zwecks Reinigung und Ge  winnung .des darin enthaltenen Wasserstoff  peroxyds wieder zugeleitet.  



  Durch Weglassen der dritten     Fraktionier-          zone    und des zweiten Verdampfers kann man  eine     30-50gew.o/oige        wässrige    Wasserstoff  peroxydlösung erhalten, die hinsichtlich Rein  heit und Stabilität technischen Anforderun  gen entspricht.  



  <I>Beispiel.</I>  Bei der besonderen Durchführungsform  des Verfahrens, wie sie in der Zeichnung ge  zeigt ist, wird das oben erwähnte rohe Reak  tionsgemisch über eine Leitung 1 in eine     Frak-          tionierkolonne    2 eingeleitet, die mit     Rüekfluss-          vorriehtungen    3 und     Rückflussleitungen    4 und  5, einer Leitung 6 für den Kopfanteil, Heiz  vorrichtungen 7 sowie einer     Leitring    8 für  das Bodenprodukt versehen ist.

   Die Kolonne 2  ist eine     Fraktionierkolonne    üblicher Art, die  aus mit     Wasserstoffperoxydlösimgen        verträg-          liehen    Stoffen konstruiert ist und deren Ka-         pazität    ausreicht, um für die Flüssigkeit eine       Verweildauer    von vorzugsweise 10-30 Minu  ten unterhalb der Zuleitungsplatte zu ergeben:  In der Kolonne 2     wird    das unreine Reaktions  gemisch bei einer Siedetemperatur im untern  Teil der Kolonne von vorzugsweise etwa 90  bis 105  fraktioniert.  



  Der am Kopf der Kolonne gemessene  Druck kann zwischen etwa 400 bis etwa  <B>100</B> mm     Hg    gehalten werden. Oben an der  Kolonne 2     wird    über die Leitung 6 eine       Mischung        aus        azeotropem     und dein     Keton    zusammen mit  einem Teil der organischen Verunreinigungen  abgeführt. Als Bodenprodukt wird von der  Kolonne eine     wässrige        Wasserstoffperoxyd-          lösung    über die Leitung 8 abgezogen. Das  Bodenprodukt soll vorzugsweise etwa 20 bis  35     Gew:a/a    Wasserstoffperoxyd enthalten.

    Wenn die ursprüngliche Beschickung hierfür  zu wenig Wasser enthält, kann die berechnete  notwendige Menge an Verdünnungswasser  über eine Leitung 9 zugeführt werden.  



  Lose gebundene Komplexe und andere  labile organische     peroxydartige    Substanzen  werden weitestgehend, wenn auch nicht voll  ständig, in der Kolonne 2 zersetzt. Typische  Bodenlösungen der Kolonne 2 werden etwa 2  bis 10      /a    organische Substanzen besitzen, be  zogen auf das Gewicht an     Wasserstoffperoxyd     in dem Produkt.  



  Das flüssige Bodenprodukt der Kolonne 2  wird über die Leitung 8     züi    einem Ausgleichs  und Zwischenbehälter 10 und von dort über  die     Leitungen    11 und 12 zu einem Verdamp  fer 13 geleitet. Die flüssige Beschickung für  den Verdampfer 13 wird mittels einer Pumpe  kontinuierlich im Kreislauf durch die Leitun  gen 14, 15 und 12 geführt, um die gewünschte  geringe Verweildauer innerhalb des Verdamp  fers sicherzustellen. Der Verdampfer 13 kann  von der bekannten Art sein, z. B. ein röhren  förmiger Verdampfer, der vorzugsweise aus  nicht rostendem Stahl aufgebaut ist, um die  Zersetzung des Wasserstoffperoxyds während  der     Verdampfung        möglichst    gering zu halten.

    Der Verdampfer 13 arbeitet vorzugsweise bei      einem Druck zwischen 100 und 250 mm     IIg,          -Lind    die     Zuführungsmenge    zu dem     Verdamp-          fersystem    sowie die Abzugsmenge der Rest  flüssigkeit über die Leitung 16 werden so ein  gestellt,. dass man einen flüssigen     Verdamp-          fungsrest    erhält, der etwa 50 bis 65     Gew. /o     Wasserstoffperoxyd enthält.  



  Die im Verdampfer 13 entwickelten  Dämpfe werden über die Leitung 17 zu einer  kurzen     Fraktionierkolonne    18 geführt, wo sie  durch die Kühlwirkung von Wasser, das durch  den innern. Kühler 19 zirkuliert oder direkt  in den Kopf der Kolonne eingespritzt wird,       teilweise    kondensiert werden. Das Kondensat  wird dann über die     Leitung    20 zu dem Ver  dampfer 13 zurückgeleitet. Die in die Kolonne  18 über die Leitung 17 eintretenden Dämpfe  enthalten ein dampfförmiges Gemisch aus  Wasser, Wasserstoffperoxyd     und    flüchtigen  organischen Verunreinigungen, die eine rela  tiv geringe Flüssigkeit besitzen.

   Die Kolonne  18 kann mit einer     Entnahmeeinrichtung    an  ihrem untern Ende direkt oberhalb der     öff-          nung    für die Beschickung versehen sein, oder  es kann. eine gesonderte Entnahmevorrichtung  in die     Leitung    17     zwischengeschaltet    sein. Die  Kolonne soll eine Kapazität von etwa 2 bis 7  theoretischen Böden besitzen, um die ge  wünschte Konzentrierung und Beseitigung der  organischen     Verunreinigungen    in dem flüssi  gen Rückstand der     Verdampfungsstufe    zu  erhalten.

   Sie soll mit einem     Rückflussverhält-          _nis        (Rückfluss    :Beschickung) von etwa 0,05  bis etwa 0,2, bezogen auf das Gewicht, arbei  ten.  



  Die Dämpfe, die den Kopf der Kolonne 18  verlassen, werden über die Leitung     20a    in die       Fraktionierkolonne    21 geleitet, die mit einem  innern     Rückflusskühler    22, einer Ableitung 23  für das Kopfprodukt, Heizschlangen 24 und  mit einer     Abflussleitung    25 am Boden der  Kolonne versehen ist. Die Kolonne 21 ist eine  übliche     Fraktionierkolonne    zum Rektifizieren  und Konzentrieren der dampfförmigen Ge  mische aus Wasser und Wasserstoffperoxyd,  wobei das Wasser am Kopf der Kolonne und  die konzentrierte     Wasserstoffperoxydlösung       als Bodenprodukt abgezogen wird.

   Die Ko  lonne 21 arbeitet unter Druckverhältnissen,  die im allgemeinen den im     Verdampfersystem     herrschenden Verhältnissen entsprechen, wobei  geringe Druckabfälle in den Verbindungslei  tungen usw. berücksichtigt sind.  



  Die von der Kolonne 21 über die Leitung  25     abgezogene        Wasserstoffperoxydlösung    kann  etwa 30-60     Gew.o/D    Wasserstoffperoxyd ent  halten. Sie wird über die Leitung 25 zu einem  obern Teil der     Abstreiferkolonne    26 geführt,  wo sie im Gegenstrom mit dem über den Ein  lass 27 eintretenden Dampf in Berührung ge  bracht wird, und worin der abgetriebene An  teil der     Rückflusswirkung    von durch Zulauf  28 eingeführtem Wasser unterworfen wird.

    Die durch die Öffnung 27 eingeführte     Dampf-          menge        kann        vorzugsweise        etwa        50-100        Gew.%     der über die Leitung 25 zugeführten Flüssig  keit betragen, je nach der Konzentration der  Beschickungsflüssigkeiten, der darin enthal  tenen organischen     Verunreinigungen    und der  gewünschten     Wasserstoffperoxydkonzentra-          tion    in der     Abflussflüssigkeit    der Kolonne.

    Die notwendige, durch den Zulauf 28 einge  führte Menge an     Rückflusswasser    braucht nur  gering zu sein, verglichen mit. der Menge der  Beschickung, -und kann etwa 15 bis etwa  50     Gew.o/o    der Beschickungsflüssigkeit betra  gen. Sie hängt u. a. von der gewünschten       Konzentration    an Wasserstoffperoxyd in dem  flüssigen     Bodenprodukt    der Kolonne ab. Die  Kolonne 26 ist von 'üblicher Bauart und be  steht aus Stoffen, die mit Wasserstoffperoxyd  verträglich sind.

   Sie arbeitet vorzugsweise bei  einem Druck von etwa 350-700 min     Hg.    Das  flüssige     Bodenprodukt    wird aus der Kolonne  26 über die Leitung 29 abgezogen und kann  dem System vollständig oder zum Teil als  Verfahrensprodukt über die Leitung 30 ent  nommen werden, oder es kann einer weiteren  Reinigung und Konzentrierung unterworfen  werden.  



  Das am Kopf der Kolonne 26 entnommene  'dampfförmige Produkt wird über die Leitung  31 in Höhe des Kolonnenbodens in die     Ab-          streifkolonne    32 eingeleitet, wo es im Gegen  strom ohne besonders hervorgerufenen R.üek-           tluss    mit.     dem    flüssigen     Uest    in     Berührung     gebracht wird, der aus dem Verdampfer 13  über die Leitung 14 abgeführt und in einem  obern Teil der Kolonne 32 über die Leitung  7.6 eingeleitet wird. Die Kolonne 32 ist von  üblicher Bauart und arbeitet bei einem Druck  von vorzugsweise etwa 100-350 mm     Hg.    Sie  ist, aus rostfreiem Stahl aufgebaut.

   Das     Ge-          wiehtsverhältnis    von flüssigem Zulauf zu gas  förmiger, der Kolonne 32 zugeführter     Be..     .     sehiekung    wird durch die Menge des Rück  laufes aus dem Verdampfer 13 bestimmt,  ebenso wie auch durch die eingeleitete Dampf  menge in die Kolonne 26 über die     Einlass-          öffnung    27. Im allgemeinen soll das Gewichts  verhältnis von flüssiger Beschickung zu gas  förmiger     Beschickung    in der Kolonne 32  innerhalb des Bereiches von etwa 1 :10 bis  etwa 1 :20 liegen.

   Das .flüssige     Abstreifungs-          produkt    wird der Kolonne 32 über die Lei  tung 33 entnommen und kann verworfen oder       dureli    geeignete Methoden zur Gewinnung der  darin enthaltenen organischen Substanzen  weiterverarbeitet werden. Das dampfförmige  Produkt vom Kopf der Kolonne.32 wird über  die     Leitung    34 dem vorhergehenden     Verda.mp-          fersystem    wieder zugeleitet und kann direkt in  den Verdampfer     1.3    bzw., was weniger ange  bracht ist, in einen untern Teil der Kolonne  18 eingeleitet werden, wo es mindestens zum  Teil kondensiert und als     Rückfluss    zum Ver  dampfer 13 zurückgeleitet wird.

   Flüchtige  organische Substanzen, die in dem Rücklauf  strom 34 enthalten sind, strömen nach oben       dureli    die Kolonne 18 und dann über die  Leitung     20a    zu der Kolonne 21, aus der sie  über die Leitung 23 entfernt werden.  



  Zwecks weiterer Reinigung und Konzen  trierung des aus der Kolonne 26 über die Lei  tung 29 austretenden Produktes wird dieses über  die Leitung 35 zum Zwischenbehälter 36     Lind     über die Leitungen 37 und 38 dann zu einem  Verdampfer 39 geleitet, in dem es kontinuier  lich partiell verdampft     wird,    um eine dampf  förmige Fraktion, die oben über die Leitung  40 abgeführt wird, sowie einen flüssigen Rück  stand, der über die Leitung 41 und 42 abge  zogen wird, zu ergeben.

   Die Rückführungs-    Zeitung 43 bildet     zusammen    mit einer Pumpe  und der Leitung 38 ein System zur konti  nuierlichen     Zirkulierung    der Flüssigkeit  durch den Verdampfer, wodurch die ge  wünschte     geringe    -Verweildauer von vorzugs  weise 5 bis 15 Minuten, berechnet auf der  Grundlage des über Leitung 35 zugeführten       Besehiekungsvolumens    und der in dem Ver  dampfer 39 zurückgehaltenen Flüssigkeit,  erreicht wird.  



  Der Verdampfer 39 ist von üblicher  Bauart     iuid    eignet sich für einen Betrieb, bei  dem eine geringe Verweildauer für die Flüs  sigkeit gefordert wird. Die Verdampfung wird  unter einem Druck von vorzugsweise     etwa    50  bis 1.50 mm     Hg    durchgeführt.  



  Der flüssige Rückstand ans dem Verdamp  fer 39 wird dem Umlaufsystem über die Lei  tung 42 entnommen und zu dem Verdampfer  13 zurückgeleitet. Die Konzentration an Was  serstoffperoxyd in dem flüssigen Rückstand  des Verdampfers 39 wird vorzugsweise zwi  schen etwa 65 und     etwa.        800/a    durch Regulie  rung der Beschickungsgeschwindigkeit zu dem  Verdampfer, des Rücklaufes und der Ge  schwindigkeit der Ableitung des Rückstandes  über die Leitung 42 gehalten.  



  Das im Verdampfer 39 entwickelte dampf  förmige Gemisch aus Wasserstoffperoxyd und       -VVasser    wird über die Leitung 40 zur Kolonne  44 geführt, in der es durch den innern Küh  ler 45 oder durch die     Kühlwirkung    von     direkt     in den Kolonnenkopf     eingesprühtem    Wasser  teilweise kondensiert und im     Rückfluss    zurück  geleitet wird. Kolonne 44 ist ähnlich der Ko  lonne 18 aufgebaut     Lund    dient dazu, alle rest  lichen Verunreinigungen, die durch die vor  hergehenden Teile des Systems mit hindurch  gegangen sind oder während der vorhergehen  den Behandlung eingeführt wurden, aus dem.  Endprodukt zu beseitigen.

   Das Kondensat,  das noch restliche Spuren an organischen Ver  unreinigungen besitzt, wird über die Rück  flussleitung 46 zu dem Verdampfer 39 zurück  geleitet. Die nicht kondensierten Dämpfe wer  den über die Leitung 47 zu einer     Fraktionier-          kolonne    48 geführt, die an ihrem obern Ende      durch direktes     tinspritzen    von Wasser oder  durch innen angeordnete     Rückflusskühler    49  gekühlt     wird.    Ausserdem ist sie mit einer  Heizschlange 50     Lind    oben mit einer     Abström-          leitung    51 versehen.

   Das dampfförmige Ge  misch aus Wasserstoffperoxyd und Wasser  wird in der Kolonne 48 durch     Fraktionierung     unter reduziertem Druck     konzentriert,    wobei  Wasser am     obern    Ende über die Leitung 51.  entnommen wird. Eine     wässrige    Wasserstoff  peroxydlösung wird als Bodenprodukt in die  Leitung 52 abgezogen.  



  Diese     Wasserstoffperoxydlösung        wird    dann  über die Leitung 52 in den untern Teil einer  zweiten     Fraktionierkolonne    53 eingeleitet, die  mit einer Heizschlange 54 in dem Siedeteil,  einem     Rüchflusskühler    55, einem Auffang  boden und     einer        Dampfrückführleitung    57  versehen     ist.    Das flüssige Bodenprodukt der  Kolonne 48 wird durch die     Rektifizierung    in  der Kolonne 53 weiter gereinigt, wobei das  oben abgeführte     Produkt    zu der vorhergehen  den     Kolonne    über die Leitung 57 zurückge  leitet wird.

   Ein kleiner Teil der Flüssigkeit  wird aus dem Siedeteil der Kolonne über die  Leitung 58 abgeleitet, um eine Ansammlung  irgendwelcher Spuren von     Verunreinigungen     zu verhindern. Diese kleine Flüssigkeitsmenge  kann in     geeigneter    Weise über die Leitung 58  in das     Verdampfersystem    zurückgeführt wer  den. Konzentriertes Wasserstoffperoxyd in  ausgezeichneter Ausbeute mit einer Konzen  tration von zum Beispiel     851/o    wird auf dem  Auffangboden 56 gesammelt und aus dem  System über die Leitung 59 für das Verfah  rensprodukt abgezogen.  



  Die folgende Tabelle bezieht sich auf eine  typische spezielle Ausführungsform des erfin  dungsgemässen Verfahrens zur Herstellung  von     99o/oiigem    Wasserstoffperoxyd aus einem  rohen Ausgangsmaterial, das durch partielle  Oxydation von     Isoprylälkohol    gemäss dem be  reits erwähnten Verfahren der     schweizerischen     Patentschrift Nr. 316726 bereitet wurde. Die  Tabelle ist unter Bezugnahme auf das in der  Figur gezeigte Strömungsschema aufgestellt  worden.         Vcabelle     I. Anfangsfraktionierung (Kolonne     2)i     A.

   Zusammensetzung der Beschickung in       Gew.a/o,     
EMI0006.0031     
  
    Isopropylalkohol <SEP> 52,1
<tb>  Aceton <SEP> . <SEP> 13,5
<tb>  Peroxysauerstoff <SEP> als <SEP> H202 <SEP> . <SEP> 6,5
<tb>  Wasser <SEP> 27,4
<tb>  Andere <SEP> Verunreinigungen
<tb>  (Salze, <SEP> undefinierte <SEP> organ.
<tb>  Substanzen) <SEP> . <SEP> 0,5       B. Betriebsbedingungen  
EMI0006.0032     
  
    Druck <SEP> am <SEP> Kolonnenkopf
<tb>  in <SEP> mm <SEP> Hg <SEP> . <SEP> 555
<tb>  Siedetemperatur <SEP> 100 
<tb>  Verweildauer <SEP> unterhalb <SEP> der
<tb>  Zuleitungsplatte <SEP> in <SEP> Minuten <SEP> 23
<tb>  Rückflussv <SEP> erhältnis
<tb>  (Rückfluss <SEP> : <SEP> Produkt), <SEP> be  zogen <SEP> auf <SEP> Gewichtsmengen <SEP> 0,5       C.

   Strömungsgeschwindigkeit in kg  je Stunde  
EMI0006.0033     
  
    Beschickung <SEP> <B>169620</B>
<tb>  Kopfprodukt <SEP> 131603
<tb>  Bodenprodukt <SEP> . <SEP> 38017       D. Zusammensetzung der Produkte in       Gew.o/o     
EMI0006.0035     
  
    H202 <SEP> Gehalt <SEP> im <SEP> Kopfprodukt <SEP> 0,1
<tb>  H202 <SEP> Gehalt-imBodenprodtikt <SEP> 27,6
<tb>  Organische <SEP> Substanzen <SEP> im
<tb>  Bodenprodukt, <SEP> bezogen <SEP> auf
<tb>  den <SEP> H202 <SEP> Gehalt <SEP> . <SEP> 7,18            II.    Erste     Verdampfungs-    und     Rektifizierungs-          stufe    2  A.

   Zuleitungsgeschwindigkeit zum Ver  dampfer 10 in kg je Stunde  
EMI0006.0040     
  
    Von <SEP> der <SEP> Kolonne <SEP> 2 <SEP> . <SEP> 38017
<tb>  Von <SEP> der <SEP> Kolonne <SEP> 32 <SEP> (über
<tb>  Leitung <SEP> 34) <SEP> . <SEP> 60763            i    Mit 25     wirklichen    Böden;     Einleitung        der:Be-          schickung    beim     fünfzehnten    Boden von     unten.     



       Q        Verdampfer:        Erzwungene        Zirkulierung;    Er  hitzung mit Dampf; Konstruktion aus nichtrosten  dem Stahl.           13.    Betriebsbedingungen  
EMI0007.0002     
  
    Druck <SEP> im <SEP> Verdampfer <SEP> 13
<tb>  in <SEP> mm <SEP> Hg <SEP> etwa <SEP> 150
<tb>  Rückflussverhältnis <SEP> in <SEP> Ko  lonne <SEP> 18 <SEP> (Rückfluss <SEP> :

   <SEP> Zulauf) <SEP> 0,12
<tb>  Druck <SEP> am <SEP> Kopf <SEP> der <SEP> Kolonne
<tb>  21 <SEP> in <SEP> mm <SEP> Hg <SEP> . <SEP> 110
<tb>  Temperatur <SEP> am <SEP> Boden <SEP> der
<tb>  Kolonne <SEP> 21 <SEP> 64,4-       <B>C.</B> Strömungsgeschwindigkeiten der Pro  dukte in kg je Stunde  
EMI0007.0003     
  
    Kopfprodukt <SEP> der <SEP> Kolonne <SEP> 21 <SEP> <B>1249753</B>
<tb>  Verdampferrückstand <SEP> . <SEP> 3818
<tb>  Bodenprodukt <SEP> der <SEP> Kolonne <SEP> 21 <SEP> 25820       D.

   Zusammensetzung des     Verdampfungs-          rückstandes     
EMI0007.0006     
  
    H202 <SEP> in <SEP> Gew.o/o <SEP> . <SEP> 55
<tb>  Organische <SEP> Substanzen <SEP> als
<tb>  Kohlenstoff <SEP> in <SEP> Gew:o/o <SEP> des
<tb>  11202 <SEP> . <SEP> 3,8            III.    Erste     Abstreiferkolonne    (Kolonne 26)  A. Zuleitungsgeschwindigkeiten in     _    kg  je Stunde  
EMI0007.0010     
  
    Von <SEP> der <SEP> Kolonne <SEP> 21 <SEP> 25820
<tb>  Rückflusswasser <SEP> 8918
<tb>  Abstreifdampf <SEP> . <SEP> 59453       B. Betriebsbedingungen  
EMI0007.0011     
  
    Druck <SEP> am" <SEP> Kolonnenkopf
<tb>  in <SEP> mm <SEP> Hg <SEP> 430
<tb>  Temperatur <SEP> am <SEP> Boden <SEP> . <SEP> 97        C.

   Zusammensetzung des Bodenproduktes  
EMI0007.0012     
  
    H202 <SEP> in <SEP> Gew.o/o <SEP> . <SEP> 28,9
<tb>  Organische <SEP> Substanzen <SEP> als
<tb>  Kohlenstoff <SEP> in <SEP> Gew.o/o <SEP> des
<tb>  H202 <SEP> . <SEP> <B>0,04</B>            Rückflusskolonne    18:9     wirkliche    Böden, Kon  struktion aus nichtrostendem Stahl bzw. Porzellan.  



       Fraktionierkolonne    21: 20 Gitterböden, Kon  struktion aus     Aluminium.     



  3 Partielle Rückführung zum untern Ende der  Kolonne 18 in der Menge,     wie    es nötig ist, um die  Konzentration im     Verdampferrückstand    auf dem       gewünschten    Wert zu halten. Nettoentnahme 92142  Teile je Stunde.  



  4 40 Siebböden;     rostfreier    Stahl bzw.     Aluminium;     Zuleitung bei dem 24. Boden von unten.    D.     Strömungsgeschwindigkeit    des  
EMI0007.0023     
  
    Bodenproduktes, <SEP> kg <SEP> je <SEP> Stunde <SEP> 34466       IV. Zweite     Abstreiferkolonne    (Kolonne     32)@     A. Betriebsbedingungen  
EMI0007.0026     
  
    Druck <SEP> am <SEP> Kolonnenkopf
<tb>  in <SEP> mm <SEP> Hg <SEP> 250
<tb>  Temperatur <SEP> am <SEP> Boden <SEP> . <SEP> 76        B.

   Bodenprodukt  Strömungsgeschwindigkeit in  
EMI0007.0027     
  
    kg <SEP> je <SEP> Stunde <SEP> . <SEP> 3305
<tb>  H202 <SEP> Konzentration <SEP> in <SEP> Gew.o/o <SEP> 3,8
<tb>  Organische <SEP> Substanzen <SEP> als
<tb>  Kohlenstoff <SEP> in <SEP> Gew.o/o, <SEP> des
<tb>  H202 <SEP> 49       V. Zweite     Verdampfimgs-        und        Rektifizie-          rimgsstufe        s     A.

   Strömungsgeschwindigkeiten in kg  je Stunde  
EMI0007.0033     
  
    Zufluss <SEP> aus <SEP> Kolonne <SEP> 26 <SEP> über
<tb>  Leitung <SEP> 35 <SEP> 34466
<tb>  Entnahme <SEP> am <SEP> Kopf <SEP> der <SEP> Ko  lonne <SEP> 48 <SEP> über <SEP> Leitung <SEP> 51 <SEP> 43521
<tb>  Rüekflussanteil <SEP> über <SEP> Leitung
<tb>  58 <SEP> 110
<tb>  Entnommenes <SEP> Produkt <SEP> über
<tb>  Leitung <SEP> 59 <SEP> 10280
<tb>  Zu <SEP> Verdampfer <SEP> 13 <SEP> über <SEP> Lei  tung <SEP> 42 <SEP> geleiteter <SEP> Ver  dampferrückstand <SEP> 665       B.

   Verfahrensbedingungen  
EMI0007.0034     
  
    Druck <SEP> im <SEP> Verdampfer
<tb>  in <SEP> mm <SEP> Hg <SEP> 87
<tb>  Druck <SEP> am <SEP> Kopf <SEP> der <SEP> ersten
<tb>  Kolonne <SEP> in <SEP> mm <SEP> 1-Ig <SEP> 35       <B>15</B> Siebböden,     Konstruktion    aus rostfreiem  Stahl bzw.     Aluminium.     



       e    Verdampfer:     Erzwungene        Zirkulierung,    Er  hitzung mit Dampf,     Konstruktion        aus    nichtrosten  dem Stahl.  



       Rückfiusskolonne    44:6 Siebböden,     Konstruktion     aus     Aluminium.    Erste Kolonne 48: 8 Siebböden,  Konstruktion aus     Aluminium.    Zweite Kolonne 53:  3 Siebböden sowie ein Ableitungsboden; mit Zinn       ausgekleidete        Konstruktion    aus reinem Aluminium  bzw. Porzellan.    
EMI0008.0001     
  
    Druck <SEP> am <SEP> Kopf <SEP> der <SEP> zweiten
<tb>  Kolonne <SEP> in <SEP> mm <SEP> I-Ig <SEP> 67
<tb>  Temperatur <SEP> am <SEP> Boden <SEP> der
<tb>  zweiten <SEP> Kolonne <SEP> . <SEP> 82,2 
<tb>  Verdampferrückstand <SEP> in
<tb>  Gew.II/a <SEP> des <SEP> 140. <SEP> . <SEP> 76

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCI3 Verfahren zur Gewinnung von Wasser stoffperoxyd aus in einem rohen wässrigen Reaktionsgemisch, das einen niederen alipha- tischen Alkohol, eine aus dem Alkohol durch Oxydation entstandene niedere Carbonylver- bindLing und organische Verunreinigungen enthält, dadurch gekennzeichnet, dass man das Reaktionsgemisch in einer ersten Fraktionier- zone (2)
    fraktioniert destilliert, das Boden- produkt der ersten Fraktionierzone in einem Verdampfer (13) partiell verdampft, das dampfförmige Gemisch aus dem Verdampfer in einer zweiten Fraktionierzone (18, 21) par tiell kondensiert, wobei ein Rückflussanteil für den Verdampfer erhalten wird, den un- kondensierten Teil des Dampfgemisches in dieser zweiten Fraktionierzone noch rektifi ziert,
    das flüssige Bodenprodukt der zweiten Fraktionierzone zu einer erster Abstreifzone (26) leitet, in der mit im Gegenstrom einge leitetem Dampfweitere Verunreinigungen ent fernt werden, den entweichenden Dampf der ersten Abstreifzone in eine zweite Abstreifzone (32) einleitet, in der man mit diesem Dampf den im Gegenstrom zugeführten, flüssigen Rück stand aus dem Verdampfer weiter reinigt,
    die Kopffraktion dieser zweiten Abstreifzone in den Verdampfer leitet und als Bodenprodukt der ersten Abstr eifzone eine gereinigte wäss- rige Wasserstoffperoxydlösung abzieht. UNTERANSPRÜCHE 1.
    Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man das Boden produkt der ersten Abstreifzone in einem zweiten Verdampfer (39) partiell verdampft, das Dampfgemisch des zweiten Verdampfers in einer dritten Fraktionierzone (44, 48) par tiell kondensiert unter Bildung eines Rück flusses zu dem zweiten Verdampfer, wobei Wasser als Kopffraktion und stärker gerei nigte wässrige Wasserstoffperoxydlösung als Bodenprodukt erhalten wird. 2.
    Verfahren nach Patentansprueh und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man den flüssigen Rückstand des zweiten Verdampfers zum ersten Verdampfer zurüek- l eitet. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass der niedere aliphatisehe Alkohol Isopropylalkohol und die entsprechende Car- bonylverbindung Aceton ist. 4.
    Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet., dass man ein rohes Reaktions gemisch verwendet, das durch partielle Oxy dation in flüssiger Phase eines niederen sekundären aliphatischen Alkohols, vorzugs weise des Isopropylalkohols, bei einer Tempe ratur zwischen 70 und 160 hergestellt @N2irde.
CH334302D 1954-01-29 1955-01-27 Verfahren zur Gewinnung von Wasserstoffperoxyd CH334302A (de)

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