CH406165A - Procédé de régénération des solutions navettes utilisées pour la fabrication d'eau oxygénée à l'aide des alkylanthraquinones - Google Patents

Description

  Procédé de régénération des solutions navettes       utilisées    pour la fabrication d'eau     oxygénée    à l'aide des     alkylanthraquinones       La présente invention concerne un procédé de  régénération des solutions navettes utilisées pour la  fabrication d'eau oxygénée par des cycles répétés  d'hydrogénation catalytique d'une     alkylanthraquinone     et d'oxydation de     l'alkylanthrahydroquinone    ainsi  produite.  



  La     2-éthylanthraquinone    et la     2-tert-butylanthra-          quinone    ont été largement mentionnées en tant que  quinones appropriées, et la littérature décrit une gam  me étendue de solvants. Généralement on     utilise    un  mélange miscible d'un solvant de la forme quinone et  d'un solvant de la forme     hydroquinone.    Comme sol  vants des     hydroquinones,    on     utilise    des     alcools    ali  phatiques secondaires,     particulièrement    les alcools  secondaires possédant 7 à 11 atomes de carbone     tels     que     l'octanol-2,

      le     diisobutylcarbinol,    des alcools pri  maires comme     l'heptanol,    le     méthylcyclohexanol,    etc.  Pour la dissolution des quinones, on utilise des hydro  carbures aromatiques, particulièrement les fractions  en     Cs    à     C9,    le naphtalène, le     tétrahydronaphtalène,    les  dévirés     alkylés    du naphtalène,     l'anisole,    les hydrocar  bures chlorés, etc.  



  Dans un tel procédé, le recyclage continu de la  solution navette provoque la formation de produits de  dégradation des     alkylanthraquinones.        Certains    de ces  produits sont inertes, c'est-à-dire, inaptes à produire  de l'eau oxygénée. Leur présence dans la solution  navette est la cause de multiples     inconvénients    parmi  lesquels on peut citer la nécessité d'ajouter périodi  quement de la quinone fraîche pour compenser celle  rendue inactive par dégradation, de manière à conser  ver la capacité de production de l'installation. Il en  résulte une     augmentation    du poids spécifique de la  navette, ce qui complique sensiblement l'extraction    par l'eau de l'eau oxygénée libérée dans la phase  d'oxydation.  



       Il    se produit également une transformation par  tielle de     l'alkylanthraquinone    en     alkyltétrahydroan-          thraquinone    correspondante. Cette dernière, qui  résulte de l'hydrogénation du noyau aromatique, n'est  pas inerte, mais possède, tout     comme        l'alkylanthraqui-          none,    une     certaine    capacité de production d'eau  oxygénée.

     Plusieurs solutions ont déjà été proposées pour  effectuer la régénération des produits de dégradation  des quinones en quinones actives, notamment le trai  tement au moyen d'oxygène ou d'un autre agent oxy  dant, en présence d'une base     minérale    ou organique.  L'inconvénient majeur d'un tel procédé réside dans  l'oxydation des solvants de la navette.  



  La titulaire a maintenant trouvé que la régénéra  tion des solutions navettes     d'alkylanthraquinone    peut  être réalisée avantageusement en traitant la solution  dégradée en tout ou en partie par un hydroxyde d'un  métal alcalin en     l'absence    d'agent     oxydant    et en sépa  rant éventuellement la     tétrahydroquinone    formée et  en la traitant séparément de manière connue en soi  pour la transformer en quinone correspondante.  



  Le traitement de la solution navette par un  hydroxyde de métal     alcalin    permet de transformer une  fraction importante des produits de dégradation iner  tes en     alkyltétrahydroanthraquinone,    sans oxydation  des solvants de la navette.  



  Bien que     l'alkyltétrahydroanthraquinone    possède  une certaine capacité de production d'eau oxygénée  on a cependant intérêt à     limiter    sa teneur dans la solu-           tion    navette ; en effet, sa vitesse d'oxydation étant  inférieure à celle de la quinone non hydrogénée sur le  noyau, on constate une réduction du taux de conver  sion et par conséquent, de la capacité de production  d'eau oxygénée. En outre, sa solubilité étant générale  ment plus faible que celle de la     quinone    correspon  dante non hydrogénée sur le noyau, il est à craindre  si la     concentration    devenait trop importante qu'elle se  sépare au cours du processus de fabrication d'eau  oxygénée.

   Il est donc particulièrement avantageux de  séparer par refroidissement et précipitation subsé  quente, une partie importante de     l'alkyltétrahydro-          anthraquinone    formée lors du traitement de régénéra  tion et de la traiter séparément, par exemple par  oxydation en milieu     alcalin,    en vue de la transformer  en     quinone    correspondante. Cette dernière peut être  recyclée par la suite.  



  Les agents basiques qui conviennent particulière  ment sont la soude et la potasse caustiques, tant à  l'état solide qu'en solution dans l'eau, dans l'alcool ou  dans d'autres solvants. L'ammoniac à l'état gazeux  donne de moins bons résultats.  



  La régénération peut être réalisée tant en continu  qu'en discontinu. On peut appliquer le traitement à  toute la solution navette ou à une partie seulement  de celle-ci.  



  La régénération s'effectue déjà lorsque l'agent       basique        est        présent    à     raison        de    1     %o        de        la        quantité        de     solution navette traitée.  



  En solution, les essais ont été     effectués    de préfé  rence à la concentration 5 N, mais on obtient égale  ment une bonne régénération avec des solutions de       NaOH    ou de     KOH    1 à 10 N.  



  Pour éviter la dissolution des     hydroquinones    dans  la phase aqueuse, la navette doit être traitée après le  stade d'oxydation complète.  



  Le traitement est déjà efficace lorsqu'il est réalisé  à température ambiante. Avantageusement, on opère  à température plus élevée, éventuellement à la tem  pérature     d'ébullition    du     milieu    réactionnel.  



  En opérant selon le procédé faisant l'objet de  l'invention on évite l'oxydation des solvants des       alkylanthraquinones.    En outre, la régénération peut  être effectuée à température élevée sans perte de sol  vant, ce qui s'avère extrêmement difficile lorsque le  traitement est     effectué    en présence d'un oxydant, de  l'air ou de l'oxygène par exemple.  



  Le procédé est applicable quelle que soit la nature  des substituants alkyles de     l'anthraquinone    et quels  que soient les solvants ou mélanges de solvants  utilisés.  



  Dans les exemples ci-après,     l'alkylanthraquinone,     par exemple la     2-éthyl-,    la     2-propyl-,    la     tert-butyl-,          l'amyl,        l'octylanthraquinones,    sont mises en solution  dans un mélange en volumes sensiblement égaux d'un  hydrocarbure aromatique et d'un alcool secondaire à  9 atomes de C. Des solutions préparées au moyen  d'autres solvants peuvent cependant- être traitées de la  même manière en vue de la régénération des     alkyl-          anthraquinones    dégradées.

      <I>Exemple 1</I>  On fabrique de l'eau oxygénée à l'aide d'une solu  tion navette dont la teneur initiale en     alkylanthraqui-          none    est de 264     gr/Kgr.    Après de nombreux recy  clages, cette solution ne contient plus, par     Kgr,    que  156 gr de quinones actives,     comprenant    122 gr       d'alkylanthraquinone    et 34 gr     d'alkyltétrahydro-          anthraquinone.    100 gr de cette solution sont traités à  l'ébullition pendant 15 mn, en l'absence d'air au  moyen de 0,1 gr de     NaOH    en cubes.

   Après séparation  de l'alcali et lavage à l'eau acidulée par     HN03    dilué,  la teneur de la solution en quinones actives est de  226     gr/Kgr,    soit 125 gr     d'alkylanthraquinone    et  101 gr     d'alkyltétrahydroanthraquinone.    De la solution  ramenée à température ambiante, on sépare une  quantité     d'alkyltétrahydroanthraquinone    correspon  dant de 38     gr/Kgr    de solution.  



  <I>Exemple 2</I>  Une navette de composition semblable à celle de  l'exemple 1 est régénérée par passage sur une colonne  de     NaOH    en cubes     chauffée    à     401)    C. Sa composition  après ce traitement est de 224 gr de quinones actives  par     Kgr    de solution, soit 126 gr     d'alkylanthraquinone     et 98 gr     d'alkyltétrahydroanthraquinone.    On refroidit  à - 450 C et on .récupère par     précipitation    68 g       d'alkyltétrahydroanthraquinone    par     Kgr    de solution.

    Cette     alkyltétrahydroanthraquinone    est oxydée par de  l'air selon la méthode de     Diels,        Alder    et Stein (Ber.  Deutsch.     Chem.        Ges.,    1929, 62, P.2337-372) et       l'alkylanthraquinone    correspondante est réintroduite  dans la solution navette.  



  <I>Exemple 3</I>  200 gr de la navette de l'exemple 1 sont traités à       l'ébullition    pendant 15 mn en l'absence d'air au  moyen de 30     cm\i    de     NaOH    5 N. Après lavage de  l'eau, la teneur de la phase organique en quinones  actives est de 218 gr par     Kgr,    soit 122 gr     d'alkyl-          anthraquinone    et 96 gr     d'alkyltétrahydroanthraqui-          none.    En refroidissant à -400 C, la quantité     d'alkyl-          tétrahydraoanthraquinone    qui précipite est de 66       gr/Kgr    de solution.  



  <I>Exemple 4</I>  200 gr de la même navette sont agités à tempéra  ture ambiante avec 50     cm3    de     NaOH    5 N. Après 15'  phase organique est de 185     gr/Kgr        (alkylanthraqui-          none    120,     alkyltétrahydroanthraquinone    64) et après  24 heures, de 229     gr/Kgr        (alkylanthraquinone    126,       alkyltétrahydroanthraquinone    103).

   Par     refroidisse-          de    traitement, la teneur en quinones actives de la  ment à -300 C, on précipite 67 gr     d'alkyltétrahydro-          anthraquinone    par     Kgr    de solution.  



  <I>Exemple 5</I>  On fabrique de l'eau oxygénée à l'aide d'une solu  tion navette dont la teneur initiale en     alkylanthraqui-          none    est de 195     gr/Kgr.    Après de nombreux recy-           clages,    cette solution ne contient plus, par     Kgr,    que  117 gr de quinones actives, se     répartissant    en 74 gr       d'alkylanthraquinone    et 43 gr     d7alkyltétrahydroan-          thraquinone.     



  Cette navette est mise en contact sous atmosphère  inerte ; pendant 5 h à la température ambiante, avec  une solution alcoolique de     KOH    1 N. Après ce traite  ment, sa teneur en quinones actives est de 167       gr/Kgr,    soit 115 gr     d'alkylanthraquinone    et 52 gr       d'alkyltétrahydroanthraquinone.    On refroidit à     -45o    C  et on récupère par précipitation 22 gr     d'alkyltétrahy-          droanthraquinone    par     Kgr.     



  <I>Exemple 6</I>  Une navette de même composition que celle de  l'exemple 5 est traitée pendant 6 h, à la température  ambiante, par barbotage d'ammoniac gazeux. Sa  teneur en quinones actives est alors de 130     gr/Kgr     (82 gr     d'alkylanthraquinone    et 48     gr        d'alkyltétrahy-          droanthraquinone).     



  Par refroidissement à -250 C, on récupère 11     ;r          d'alkyltétrahydroanthraquinone    par     Kgr.     



  <I>Exemple 7</I>  On fabrique de l'eau oxygénée à l'aide d'une solu  tion navette dont la teneur initiale en     alkylanthraqui-          none    est de 250     gr/Kgr.    Après de nombreux recycla  ges, cette solution ne contient plus, par     Kgr,    que  117 gr de quinones actives constituées de 73 gr       d'alkylanthraquinone    et 44 gr     d'alkyltétrahydro-          anthraquinone.     



  3,61 de cette solution sont traités à<B><I>650</I></B> C     pen-          dant    1     h        avec        30        cm3        de        NaOH        5%        et        500        cm3     d'alcool éthylique.

   Après traitement, la teneur en     qui-          nones    actives est de 246     gr/Kgr    (106 gr     d'alkyl-          anthraquinone    et 140 gr     d'alkyltétrahydroanthraqui-          none).       Par refroidissement à -250 C, il se sépare 95 gr       d'alkyltétrahydroanthraquinone    par     Kgr.  

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé pour la régénération des solutions navet tes d'alkylanthraquinone utilisées pour la fabrication d'eau oxygénée par phases successives d'hydrogéna tion catalytique d'une alkylanthraquinone et d'oxyda tion de l'alkylanthrahydroquinone ainsi produite, ca ractérisé en ce que l'on traite la solution navette, après la phase d'oxydation et après extraction de l'eau oxygénée, au moyen d'un hydroxyde d'un métal alcalin, en l'absence d'agent oxydant. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que l'on traite la solution navette au moyen d'une solution aqueuse d'un hydroxyde d'un métal alcalin. 2.

   Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que l'on traite la solution navette au moyen d'une solution alcoolique d'un hydroxyde d'un métal alcalin. 3. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que l'on traite la solution navette avec de la soude caustique ou de la potasse caustique solide. 4.

   Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que après traitement de la solution navette, on refroidit à une température inférieure à la température ambiante, on sépare la fraction insoluble de l'alkylté- trahydroquinone, on l'oxyde pour la transformer en alkylanthraquinone correspondante et on la réintro- duit dans la solution navette.