Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymy¬ wania zatezonego i oczyszczonego nadtlenku wo¬ doru przez rektyfikacje roztworu o stezeniu 20— 40% wagowych H202.Metoda antrachinonowa otrzymuje sie nadtlenek wodoru o stezeniu okolo 30% wagowych H202.Jest on zanieczyszczony zwiazkami organicznymi pochodzacymi z zastosowanych surowców oraz ka¬ tionami metali. Czesto w przemysle wymagane jest zastosowanie nadtlenku wodoru o wyzszym stezeniu i wiekszej czystosci. Stosuje sie wiec róz¬ ne metody prowadzace do uzyskania czystego za¬ tezonego nadtlenku wodoru.Bezposrednie odparowanie wody moze byc ko¬ rzystnym sposobem zatezania tylko czystych roz¬ tworów nadtlenku wodoru.W przypadku roztworów zanieczyszczonych, szczególnie zwiazkami organicznymi, ten sposób zatezania jest nieodpowiedni, powoduje bowiem kumulacje zanieczyszczen, co obniza jakosc pro¬ duktu i w efekcie prowadzic moze do jego eksplo- zywnego rozkladu. Stosowana metoda musi uwzgled¬ niac dwa istotne dla jakosci produktu aspekty: usu¬ niecie z surowca zanieczyszczen lotnych i nielotnych oraz zatezenie surowca do wymaganej koncentracji.Wsród stosowanych metod nalezy wyróznic krysta¬ lizacje oraz destylacje wraz z rektyfikacja.Z patentu USA nr 3152 052 znany jest sposób zatezania nadtlenku wodoru polegajacy na odpa- 10 15 20 25 rowaniu w wyparce oczyszczajacej 90—98% obje¬ tosciowych wodnego roztworu nadtlenku wodoru i rektyfikacji otrzymanych par w celu uzyskania zatezonego roztworu nadtlenku. W celu obnizenia strat pozostale 2—10% objetosciowych roztworu od¬ prowadzonego z wyparki oczyszczajacej poddaje sie rektyfikacji w odrebnej kolumnie.Uwaza sie, ze wedlug proponowanego sposobu mozliwe jest odparowanie na przyklad 90% obje¬ tosciowych surowca, jezeli jego wyjsciowe steze¬ nie wynosi okolo 15% wagowych. Przy wyzszych stezeniach nadtlenku np. 30% wagowych ilosc od¬ parowanego surowca wynosi okolo 50% objetoscio¬ wych. Analiza krzywych Raoulta dla ukladu H202— H20 wykazuje, ze zawartosc H202 w surowcu wpro¬ wadzonym do wyparki determinuje procent obje¬ tosci odparowanej cieczy. Uwaza sie, ze stosujac surowiec o stezeniu wiekszym niz okolo 15% wa¬ gowych do wyparki wraz z surowcem nalezy do¬ prowadzic wode w postaci cieczy lub pary. Ste¬ zenie surowca oraz ilosc doprowadzonej wody okresla stopien odp**0*rania surowca (% jego wy¬ korzystania), zas stfórtfc wedlug wynalazku znany z patentu USA nr 3152 052 pozwala uzyskac wy¬ soki stotrfen wykorzystania surowca, ale tylko przy niskich zawartosciach nadtlenku wodoru w su¬ rowcu.Wedlug innego sposobu znanego z patentu pol¬ skiego nr 81017 nadtlenek wodoru o malej za¬ wartosci zanieczyszczen pczyszcza sie i zateza W 123 988123 988 dwóch etapach. W pierwszym etapie surowiec za¬ wierajacy 40—55% wagowych H202 zateza sie przez odparowanie wody do stezenia 55—75% wago¬ wych H2O2. Równoczesnie w trakcie odparowania nastepuje usuniecie zanieczyszczen lotnych. Otrzy¬ many produkt, pozbawiony zanieczyszczen lotnych, rozciencza sie w nastepnym etapie do zawartosci 20—30% wagowych i poddaje ponownemu odparo¬ waniu. Opary rektyfikowane sa w kolumnie rekty¬ fikacyjnej. Proces prowadzi sie w zakresie ci¬ snien 50—90 mm Hg.Celem niniejszego wynalazku jest otrzymanie za- tezonego i oczyszczonego roztworu nadtlenku wo- dorjfi jpójyrzez odparowanie surowca wraz z para wo&rili,' a nastepnie rektyfikacje uzyskanych par.Analiza krzywych równowagowych stezenia H2O2 w cieczy i w parze (J. Am. Chem. Soc. 74, 3715 /19l52) pozwolila stwierdzic, ze korzystnie jest wpro¬ wadzic do wyparki surowy nadtlenek wodoru wraz z para wodna.Urzadzenie do odparowania surowca pelni wów¬ czas podwójna funkcje odparowalnika oraz apara¬ tu do wymiany masy. Surowiec wprowadzony do urzadzenia kontaktuje sie z roztworem o wyzszym stezeniu. Wprowadzona para wodna ma na celu odpedzenie czesci nadtlenku wodoru z roztworu wyjsciowego.Stwierdzono, ze zatezony i oczyszczony nadtlenek wodoru otrzymuje sie przez wprowadzenie surow¬ ca i pary wodnej pod cisnieniem 0,05—4,0 ata, ko¬ rzystnie 0,2—0,5 ata, przy wzajemnym stosunku 01—20, korzystnie 0,4—12 do wyparki, w której panuje temperatura 35°—90°C, korzystnie 69°— 77°C i cisnienie 30—300 mm Hg, korzystnie 130— 170 mm Hg. Otrzymany w wyparce strumien pary kieruje sie bezposrednio lub posrednio do kolum¬ ny rektyfikacyjnej ponizej czwartej pólki stosujac system numeracji pólek od góry.Orosieniem kolumny rektyfikacyjnej jest woda destylowana w ilosci 0,1—0,5 kg/kg wprowadzonej pary lub w analogicznej ilosci destylatu, z któ¬ rego : usunieto ogólnie znanymi metodami zanie¬ czyszczenia organiczne.Ciecz z dolu kolumny rektyfikacyjnej kierowana jest do wyparki zatezeniowej, w której utrzymy¬ wana jest temperatura 40°—90°C, korzystnie 73°— 82°C i cisnienie 30—300 mm Hg, korzystnie 130— 170 mm Hg. Pary z wyparki zatezeniowej zawra¬ ca sie z powrotem do kolumny rektyfikacyjnej.Do surowca podawanego do wyparki wstepnej dodaje sie substancje stabilizujace wodne roztwo¬ ry nadtlenku wodoru. Substancje stabilizujace wodne roztwory nadtlenku wodoru podawane sa do kolumny rektyfikacyjnej w orosieniu lub w do¬ datkowym strumieniu roztworu wodnego stabiliza¬ torów.Zaleta wynalazku jest rw&free zuzycie energii, mozliwosc stosowania rozt^fff&j? surowca w du¬ zym zakresie stezen oraz mozliwosc swobodnej regulacji ilosci uzyskiwanego roztworu .obdarowy¬ wanego. ¦ riwBs Przyklad I. 1,25 kg/h surowca o stezeniu 31% wagowych H2O2 doprowadza sie do wyparki wstepnej, do której równolegle ^wprowadza sie 1*83 kg/h pary wodnej. Temperatura nad wrzaca ciecza w wyparce wynosi 69°C, cisnienie 130 mm Hg. Otrzymuje sie 3 kg/h pary o stezeniu 11,6% wagowych H202. Para ta jest wprowadzana od do¬ lu kolumny pod piata pólke teoretyczna, zas od 5 góry wprowadza sie czysta wode jako orosienie w ilosci 0,63 kg/h. Z kolumny do wyparki zateze¬ niowej splywa grawitacyjnie 0,82 kg/h cieczy o ste¬ zeniu 44,9% wagowych H202.Z wyparki zatezeniowej odbiera sie 0,51 kg/h 10 roztworu o stezeniu 60% wagowych H2O2. Tempe¬ ratura w wyparce zatezeniowej wynosi 73°C. Sto¬ pien wykorzystania surowca definiowany jako ilosc nadtlenku wodoru w oczyszczonym produkcie do ilosci nadtlenku wodoru zawartej w wprowadzo- 15 nym surowcu wynosi 90%.Przyklad II, 1,15 kg/h surowca o stezeniu 31% wagowych H202 doprowadza sie do wyparki wstepnej. Równolegle dozowana jest para wodna w ilosci 1,88 kg/h. Temperatura w wyparce wstep- 20 nej wynosi 74,5°C, cisnienie 170 mm Hg. Para wprowadzana jest od dolu do kolumny rektyfika¬ cyjnej, zas od góry w przeciwpradzie wprowadza sie orosienie w ilosci 0,58 kg/h. Z kolumny do wyparki zatezeniowej splywa 0,76 kg cieczy o ste- 25 zeniu 44,9% wagowych H202.Z wyparki wstepnej odbiera sie nadtlenek wo¬ doru w ilosci 0,072 kg/h nadtlenku wodoru o ste¬ zeniu 50% wagowych H202. Z wyparki zatezeniowej odbiera sie 0,46 kg/h cieczy o stezeniu 60% wa- 30 gowych H202. Temperatura w wyparce zatezenio¬ wej wynosi 80°C, cisnienie 170 mm Hg. Stopien wykorzystania surowca równy jest 90%.Przyklad III. 3,91 kg/h surowca o stezeniu 27,5% wagowych H202 doprowadza sie do wyparki 35 wstepnej. Równolegle dozowana jest para wodna w ilosci 0,59 kg/h. Temperatura w wyparce wy¬ nosi 74,5°C, cisnienie 170 mm Hg. Otrzymuje sie 3 kg/h pary o zawartosci 10,7% wagowych H202.Pare od dolu wprowadza sie pod piata pólke te- 40 oretyczna kolumny. Od góry dozowana jest woda destylowana jako orosienie w ilosci 0,53 kg/h.Z kolumny wyplywa ciecz o stezeniu 48,1% wa¬ gowych H202 w ilosci 0,69 kg/h.Z wyparki wstepnej odbiera sie 1,51 kg cieczy 45 odpadowej o stezeniu 50% wagowych. Z wyparki zatezeniowej odbiera sie ciecz 60% w ilosci 0,49 kg/h. Temperatura cieczy w wyparce 80°C, cisnie¬ nie 170 mm Hg. Stopien wykorzystania surowca równy 30%. 50 Przyklad IV. 1,33 kg/h surowca o stezeniu 30% wagowych H202 doprowadza sie do wyparki wstepnej. Równolegle dozowana jest para wodna w ilosci 1,6 kg/h. Temperatura w wyparce wy¬ nosi 39°C, cisnienie 30 mm Hg. Otrzymuje sie 55 3 kg pary o zawartosci 12% wagowych H202. Pare od dolu wprowadza sie pod piata pólke teoretycz¬ na kolumny. Od góry dozowana jest woda desty¬ lowana jako orosienie w ilosci 0,41 kg/h. Z ko¬ lumny wyplywa ciecz o stezeniu 47% wagowych 80 H202 w ilosci 0,77 kg/h. Z wyparki wstepnej od¬ biera sie 0,07 kg cieczy odpadowej o stezeniu 50% wagowych H202. Z wyparki zatezeniowej odbiera sie ciecz 60% w ilosci 0,60 kg/h. Temperatura cieczy w wyparce 42,5°C, cisnienie 30 mm Hg.W Stopien wykorzystania surowca równy 90%5 123 988 6 Zastrzezenia patentowe 1. Sposób otrzymywania zatezonego i oczyszczo¬ nego nadtlenku wodoru, znamienny tym, ze do kolumny rektyfikacyjnej jako surowiec podaje sie bezposrednio lub posrednio strumien oparów uzy¬ skany z wyparki wstepnej pracujacej w tempe¬ raturze 35°—90°C, korzystnie 69°—77°C i cisnie¬ niu 30—300 mm Hg, korzystnie 130—170 mm Hg, zasilanej surowym roztworem nadtlenku wodoru zawierajacym 20—40% wagowych nadtlenku wo¬ doru i pare wodna o cisnieniu 0,05—4,0 ata, ko¬ rzystnie 0,2—0,5 ata, przy wzajemnym stosunku 0,1—20, korzystnie 0,4—12, a ciecz z dolu kolumny rektyfikacyjnej kierowana jest do wyparki zate- zeniowej, w której utrzymywana jest temperatura 40°_90°C, korzystnie 73°—82°C i cisnienie 30— 300 mm Hg, korzystnie 130—170 mm Hg, zas pary z wyparki zatezeniowej zawracane sa do kolumny rektyfikacyjnej, orosieniem kolumny rektyfikacyj¬ nej jest woda destylowana w ilosci 0,1—0,5 kg/kg wprowadzonej pary lub czesc destylatu, z któ¬ rego usunieto ogólnie znanymi metodami zanieczy- 5 szczenia organiczne. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do surowca podawanego do wyparki wstepnej do¬ daje sie substancje stabilizujace wodne roztwory nadtlenku wodoru. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze substancje stabilizujace wodne roztwory nadtlen¬ ku wodoru podaje sie do kolumny rektyfikacyjnej w orosieniu lub dodatkowym strumieniu roztwo¬ ru wodnego stabilizatorów. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pary z wyparki wstepnej podaje sie bezposrednio lub posrednio do kolumny rektyfikacyjnej ponizej czwartej pólki stosujac system numeracji pólek od góry. 10 15 PL