Способ получения перекиси водорода - SU1722225A3

Описание

Изобретение относится к химической технологии.

Целью изобретения является повышение чистоты перекиси водорода путем снижения в ней углеводородов.

П р и м е р 1 (известный способ). В производственной установке для получения перекиси водорода по антрахиноновому способу для очистки покидающей ступень экстракции водной перекиси водорода используется насадочная колонна, в которой пропускают перекись водорода и растворитель хинонов рабочего раствора в противотоке относительно друг друга. При это водная фаза перекиси водорода течет в виде дисперсной фазы через колонны сверху вниз, а растворитель хинонов в виде непрерывной фазы направляют снизу вверх. КПД очистки определяется уменьшением содержания углерода в 1 мг углерода на 1 л сырого водного продукта Н202 и составляется при

бесперебойной эксплуатации установки в среднем 30 мг С/л На02 при начальном значении , равном 200 мг С/л водного сырого продукта Н202.

Возникающие иногда помехи в работе установки приводят к тому, что цвет сырого продукта колеблется от опалового до слегка мутного. В этом случае нельзя устранить помутнение посредством этой ступени очистки , т.е. после этой ступени очистки получают продукт, требующий дальнейшей обработки. Перекись водорода имеет вследствие растворенных хромофоров слегка желтоватый цвет, индекс цвета которого согласно стандартному тесту цвета равен 2. Для определения индекса цвета используются эталонные растворы РеС1з в дистиллированной воде согласно следующей шкале:

Индекс цвета О

мгРеС1з/л 54,0

1162,6

2270,4

3378,6

Затем производится сравнение в стеклянных трубках цвета пробы перекиси водорода и растворов FeCla.

Пример 2. В описанной в примере 1 производственной установке частичный поток водной перекиси водорода, покидающей ступень экстракции, пропускают через ступень коалесцепторов, состоящую из двух последовательно включенных коалесцепторов , содержащих один фильтрующий слой из термически расшлихтованных комплексных нитей из стекловолокна, а также слои для укрупнения капель. В вытекающую из ступени экстракции фазу перекиси водорода по способу противотока добавляют две объемных части ароматизированного бензина с пределами кипения 182-214°С на 100 об. ч. экстракта перекиси водорода, обе части тщательно перемешивают при помощи насоса с регулируемым числом оборотов и отделяют при 20-25°С в коалесцепторах.

КПД этой ступени, также выраженный в милиграммах углерода на 1 л Н202, составляет 100-120 мг С/л H2U2 в сравнении с таким же первоначальным содержанием углерода , как и в примере 1. Индекс цвета, измеренный по шкале FeCIs, падает до 0-1. При случайно возникающих помехах в ступени экстракции установки, в которой получают мутный продукт, в ступени коалесцептора всегда происходит полная очистка, а это значит, что перекись водорода , покидающая ступень коалесцепторов, постоянно имеет одинаково хорошее качество .

П р и м е р 3 (сравнительный). В описанной в примере 1 производственной установке рабочий раствор (рафинат), покидающий ступень экстракции, подают на отделение диспергированной в нем разбавленной водной фазы перекиси водорода без предварительной добавки диспергированной фазы через водоотделитель, оснащенный коалесцепторами.

После ввода в эксплуатацию установки с новыми коалесцепторами достигается почти 100%-ное отделение диспергированной водной фазы, т.е. влагосодержание рабочей смеси после водоотделяющей ступени равняется 100-102% относительной влажности. Однако по истечении определенного времени влагосодержание медленно поднимается по сравнению с исходным значением, т.е. рабочая смесь получает некоторую долю неотделенной дисперсной водной фазы. Приблизительно через год достигается значение относительной влажности порядка 150-180°С, коалес- цепторы необходимо демонтировать и заменить новыми.

Возникающие в ступени экстракции помехи , которые приводят к увеличению доли дисперсной водной фазы в рабочем растворе , вызывают в течение непродолжительного периода времени в зависимости от характера помех повышение относительной

влажности до 300%.

Пример 4. В описанной в примере 1 производственной установке в рабочий раствор (рафинат) перед поступлением его в ступень коалесцепторов вводят около 2 об. %

воды в расчете на рабочий раствор и производят интенсивное его перемешивание. Через 12 мес. эксплуатации в рабочем растворе, покидающем ступень коагуляторов , обнаруживается относительная влажность , равная 100%. В результате восстановления отделенной водной фазы, содержащей незначительное количество перекиси водорода, выход N262 повышается на 0,2-0,3%. Также и при возникающих

иногда помехах в ступени экстракции в рабочем растворе после прохождения ступени коалесцепторов постоянно обнаруживается относительная влажность, равная 100%. Эта отличная производственная характеристика определена также через более, чем 18 мес. эксплуатации.

Антрахиноновый процесс получения перекиси водорода охватывает следующие стадии процесса: гидрирование рабочего

раствора, содержащего антрахинон; окисление рабочего раствора, содержащего ант- рагидрохинон, полученного на предыдущем этапе при образовании N202; экстракция полученного ранее рабочего раствора водои , при этом получают водный экстракт перекиси водорода и подрабочий раствор, обогащенный перекисью водорода.

Водный экстракт перекиси водорода содержит в незначительном количестве еще

рабочий раствор в диспергированной форме . В экстракте hteO/hteCte рабочий раствор содержится в диспергированной фазе.

Рабочий раствор из стадии экстракции содержит в незначительном количестве еще

раствор перекиси водорода в диспергированной фазе.

По предлагаемому способу обрабатывают как водный экстракт перекиси водорода, так и рабочий раствор, обогащенный перекисью водорода. Эта обработка состоит в том, что к водному экстракту перекиси водорода сначала добавляют 1-3 об.%, состоящую практически из 100 об.% растворенного хинона, смеси, водную и органическую фазу смешивают друг с другом

и затем эти фазы снова разделяют при применении коалесцептора, и в рабочий раствор добавляют сначала 1-Зоб.%, считая на рабочий раствор воды или водного раствора перекиси водорода, органическую и водную фазу смешивают друг с другом и затем эти фазы разделяют снова при применении коалесцептора .

При обработке водного экстракта, который содержит малое количество дисперги- рованной фазы, перед фазовым разделением добавляют раствора хинона, в результате чего фазовое разделение осуществляется более полно, чем без названной добавки.

При обработке рабочего раствора, который содержит малое количество дисперги- ро -энной фазы, перед фазовым разделением добавляют воду или водный раствор перекиси водорода, т.е. продукт, соответствующий уже первоначально существующей диспергированной фазе.

Соответственно добавленные растворы смешивают в обычном смесителе, предпочтительно в интенсивном смесителе. Оптимальная степень смешивания зависит от используемого для разделения фаз коалесцептора и должна быть определена путем предварительного опыта. Например, проводят увеличение числа вращения смешивающего насоса в соответствии с опытными данными с 500 до 2000 об/мин до явного ухудшения результатов, так как добавляемый раствор слишком сильно диспергируется .

Для обработки водного экстракта перекиси водорода или рабочего раствора применяют один или несколько коалесцепторов; согласно примерам 2-4 используют соответственно два коагулятора, один за другим.

В качестве составных частей смеси растворителей для добавки в экстракт перекиси водорода пригодны все известные по антрахиноновому способу растворители хи- нонов. Под растворителями хинонов следует понимать как известные чистые вещества, так и смеси последних. Выбирают растворитель хинона, который уже содержится в рабочем растворе. Обычно смесь растворителей содержит 60-100 об. % растворителей хинонов и при определенных обстоятельствах до 40 об.% в расчете на смесь растворителей других стабильных относительно перекиси водорода и предельно малорастворимых в воде органических растворителей, которые не нарушают процесс производства перекиси водорода; речь при этом может идти о растворителях гидрохинонов, известных по антрахиноновому способу, в частности о тех, которые уже имеются в рабочем растворе. Особенно предпочтительной является добавка в экстракт перекиси водорода смеси растворителей , состоящей практически из 100 об.% растворителей хинонов, под которым можно также понимать растворитель хинонов, состоящий из одного вещества. В качестве растворителя хинонов хорошо зарекомен0 довала себя смесь ароматизированного бензина с пределами кипения 180-220°С.

Смесь растворителей применяют в количествах , соответствующих 1,0-3,0 об.% в расчете на экстракт перекиси водорода.

5 Как водную фазу, так и смесь органических растворителей добавляют к получаемому после ступени экстракции рафинату или к экстракту перекиси водорода и перемешивают с ними в обычных мешалках (предпоч0 тительным является интенсивное перемешивание).

Наиболее приемлемую степень дисперсности добавляемой фазы, зависящую, в частности , от структуры и тонкости

5 фильтрации применяемых коалесцепторов, можно легко определить в ходе предварительных опытов.

Затем производят отделение соответствующей дисперсной фазы с помощью уста0 новленных в пригодных для этой цели коалесцепторах. Эти коалесцепторы традиционной конструкции, как и прочие детали установки, выполнены из стойкого к перекиси водорода материала. Могут быть приме5 йены один, два или несколько коалесцепторов, Два или несколько коалесцепторов располагают друг за другом в соответствии с перекрестным потоком или противотоком,

0 Особое предпочтение отдается коалес- цепторям каплеукрупняющей конструкции , содержащим один или несколько фильтрующих слоев из термически расшлихтованных комплексных нитей из стек5 ловолокна, Наиболее рациональную нагрузку коалесцепторов, т.е. количество дисперсии за единицу времени на один фильтрующий элемент, можно определить посредством ориентирующих опытов;

Предлагаемый способ можно осущест0 вить при 10-70°С, при этом не исключаются более высокие или более низкие температуры . Предпочтительно работу следует производить при 20-50°С, при этом рафинат и экстракт НаОа могут обрабатываться при различных температурах.

5 Благодаря повышению дисперсной, водной фазы в рафинате, т.е. в рабочем растворе , и последующему отделению дисперсной фазы посредством одного или

нескольких коалесцепторов создается возможность не только повышения общего выхода перекиси водорода, но и предотвращения повышения относительной влажности (примеры 3 и 4). Повышение влажности в рафинате воспринимается как нежелательное.

Явление поддержания влажности в процессе производства на постоянном уровне является неожиданным.

В табл. 1 приведены значения содержания углерода в растворе перекиси углерода в зависимости от количества ароматизированного бензина с температурой кипения 180-220°С.

При увеличении количества добавляемого ароматизированного бензина выше 3 об.% в расчете на экстракт перекиси водорода содержание углерода не снижается.

В табл. 2 приведены данные по чистоте в известном и предлагаемом способах.

Таким образом, предлагаемый способ повышает чистоту получаемой перекиси водорода .

Формула изобретния

Способ получения перекиси водорода

по антрахиноновому методу, включающий экстракцию перекиси водорода водой из рабочего раствора с получением экстракта перекиси водорода и рабочего раствора,

обедненного перекисью водорода, отличающийся тем, что, с целью повышения чистоты перекиси водорода путем снижения в ней углеводородов, в экстракт перекиси водорода добавляют 1-3 об.%

ароматизированного бензина с температурой кипения 180-220°С или в рабочий раствор добавляют 1-3 об.% воды, полученные смеси диспергируют и подают в коалесцеп- торы с фильтрующими слоями из термически расшлихтованных нитей из стекловолокна.

Т а б л и ц а 1

Реферат

Изобретение относится к химической технологии и позволяет повысить чистоту перекиси водорода. На ступени экстракции антрахинонового способа производства перекиси водорода получают водный экстракт перекиси водорода, содержащий небольшие количества диспергированной рабочей смеси, и рабочую смесь, содержащую небольшие количества диспергированной водной перекиси водорода. Для дополнительной очистки этих растворов в рабочий раствор добавляют водную перекись водорода или воду, а в экстракт перекиси водорода добавляют смесь органических растворителей, предпочтительно растворителей хинонов, и отделяют дисперсную фазу в сепараторной установке с помощью коагуляторов . Особенно предпочтительной является добавка перед ступенями коагуляторов 1-3 об.% растворителя хинонов или 1-3 об.% воды и использование коалесцепторов с каплеукрупняющей структурой и фильтрующими слоями из термически расшлихтованных комплексных нитей из стекловолокна. 2 табл. Ј

Формула

Таблица 2