Спосіб отримання перекисю водню

Изобретение относится к химической технологии и позволяет повысить чистоту перекиси водорода. На ступени экстракции антрахинонового способа производства перекиси водорода получают водный экстракт 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 нэсадочная 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 мгуглерода на 1 л сырого водного продукта Н2О2 и составляется при L перекиси водорода, содержащий небольшие количества диспергированной рабочей смеси, и рабочую смесь, содержащую небольшие ^ко/тичёсУвз 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 коал есцепторов с каплеукрупняющей структурой и фильтрующими слоями из термически расшлихтованных комплексных нитей из стекловолокна. 2 табл. бесперебойной эксплуатации установки в среднем 30 мг С/л Н2О2 при начальном значении, равном 200 мг С/л водного сырого продукта Н2О2. 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 Fed3 в дистиллированной воде согласно следующей шкале: Индекс цвета 0 54,0 1722225 1 2 3 162,6 270.4 378,6 Затем производится сравнение в стеклянных трубках цвета пробы перекиси водо- 5 рода и растворов FeCl3. П р и м е р 2. В описанной в примере 1 производственной установке частичный поток водной перекиси водорода, покидающей ступень экстракции, пропускают через 10 ступень коалесцепторов, состоящую из двух последовательно включенных коалесцепторов, содержащих один фильтрующий слой из термически расшлихтованных комплексных нитей из стекловолокна, а также слои 15 для укрупнения капель. В вытекающую из ступени экстракции фазу перекиси водорода по способу противотока добавляют две обьемных части ароматизированного бензина с пределами кипения 182-214°Сна 100 20 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 25 милиграммах углерода на 1 л Н2О2, составляет 100-120 мг С/л Н2О2 в сравнении с таким же первоначальным содержанием углерода, как и в примере 1, Индекс цвета, измеренный по шкале FeCta, падает до 0-1. 30 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 водоро- 35 да, покидающая ступень коалесцепторов, постоянно имеет одинаково хорошее качество. П р и м е р 3 (сравнительный), 8 описанной в примере 1 производственной установ- 40 ке рабочий раствор (рафинат), покидающий ступень экстракции, подают на отделение диспергированной в нем разбавленной водной фазы перекиси водорода без предварительной добавки диспергированной 45 фазы через водоотделитель, оснащенный коалесцепторами, После ввода в эксплуатацию установки с новыми коалесцепторами достигается почти 100%-ное отделение диспергирован- 50 ной водной фазы, т.е. влагосодержание рабочей смеси после водоотделяющей ступени равняется 100-102% относительной влажности. Однако по истечении определенного времени влагосодержание 55 медленно поднимается по сравнению с исходным значением, т.е. рабочая смесь получает некоторую долю неотделенной дисперсной водной фазы. Приблизительно через год достигается значение относитель ной влажности порядка 150-180°С, коалесцепторы 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%. П р и м е р 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 количест во перекиси водорода, выход Н2О2 повышается на 0,2-0,3%. Также и при возникающих иногда помехах в ступени экстракции в рзбочем растворе после прохождения ступени коалесцепторов постоянно обнаруживается относительная влажность, равная 100%. Эта отличная производственная характериетика 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 антрагидрохинон, полученного на предыдущем этапе при образовании Н2О2; экстракция полученного ранее рабочего раствора водой, 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 Н2О/Н2О2 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 обрабатызают 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 1722225 и затем эти фазы снова разделяют при применении коалесцептора, и в рабочий раствор добавляют сначала 1-3 об. %, считая на рабочий раствор воды или водного раствора перекиси водорода, органическую и водную 5 фазу смешивают друг с другом и затем эти фазы разделяют снова при применении коалесцептора. При обработке водного экстракта, который содержит малое количество дисперги- 10 рованной фазы, перед фазовым разделением добавляют раствора хинона, в результате чего фазовое разделение осуществляется более полно, чем без названной добавки. 15 При обработке рабочего раствора, который содержит малое количество дічспергирогэнной фазы, перед фазовым разделением добавляют воду или водный раствор перекиси водорода, т.е. продукт, 20 соответствующий уже первоначально существующей диспергированной фазе. Соответственно добавленные растворы смешивают в обычном смесителе, предпочтительно в интенсивном смесителе. Опти- 25 мальная степень смешивания зависит от используемого для разделения фаз коалесцептора и должна быть определена путем предварительного опыта. Например, проводят увеличение числа вращения смешиваю- 30 щего насоса в соответствии с опытными данными с 500 до 2000 об/мин до явного ухудшения результатов, так как добавляє* мый раствор слишком сильно диспергируется. 35 Для обработки водного экстракта перекиси водорода или рабочего раствора применяют один или несколько коалесцепторов; согласно примерам 2-4 используют соответственно два коагулятора, 40 один за другим. В качестве составных частей смеси растворителей для добавки в экстракт перекиси водорода пригодны все известные по антрахиноновому способу растворители хи- 45 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. % 50 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 55 процесс производства перекиси водорода; речь при этом может идти о растворителях гидрохиноноа, известных по антрахиноно вому способу, а 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 зарекомендовала себя смесь ароматизированного бензина с пределами кипения 18О-22О°С. Смесь растворителей применяют в количествах, соответствующих 1,0-3,0 об.% в расчете на экстракт перекиси водорода. 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 (предпочти тельным является инт-енсивное перемешивание). Наиболее приемлемую степень дисперсности добавляемой фазы, зависящую, в частности, от структуры и тонкости фильтрации применяемых коалесцепторов, можно легко определить в ходе предварительных опытов. Затем производят отделение соответствующей дисперсной фазы с помощью установленных в пригодных для этой цели коалесцепторах. Эти коалесцепторы традиционной конструкции, как и прочие детали установки, выполнены из стойкого к перекиси водорода материала. Могут быть применены один, два или несколько коалесцепторов. Два или несколько коалесцепторов располагают друг за другом в соответствии с перекрестным потоком или противотоком. Особое предпочтение отдается коалесцепторзм каплеукрупняющей конструкции, содержащим один или несколько фильтрующих слоев из термически расшлихтованных комплексных нитей из стекловолокна. Наиболее рациональную нагрузку коалесцепторов, т.е. количество дисперсии за единицу времени на один фильтрующий элемент, можно определить посредством ориентирующих опытов. Предлагаемый способ можно осуществить 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 Н2О2 могут обрабатываться при различных температурах. Благодаря повышению дисперсной, водной фазы в рафинате, т.е. в рабочем растворе, и последующему отделению дисперсной фазы посредством одного или . 1722225 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. 5 10 15 20 8 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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 коалесцелторы с фильтрующими слоями из термически расшлихтованных нитей из стекловолокна. Таблица 1 Исходный про- Содержание общего углерода, мг С/л Содержание ароматизированного дукт (до обработ- После 1-й ступени После 2-й ступени бензина на ки), мг углерода в 100 об.% экстрак1л та перекиси водорода, об. % 232 193 160 1,0 137 122 192 2,0 117 192 156 3,0 Таблица 2 Раствор Перед обработкой После обработки Редактор И. Дербак Содержание общего углерода, мг С/л, по способу Известный Предлагаемый 220 220 190 100-120 Составитель О. Зобнин Техред М.Моргентал Корректор Н. Король Заказ 968 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101