170486. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hidrogénperoxid előállítására
7 170486 8 A levegőt, amelyet az alsó szakaszon át — amely a gáz áramlási iránya szerint az első — egymás után a többi szakaszba vezetjük, ahol is a szembeáramoltatott alkohollal — amelyet a felső szakaszból kiindulva vezetünk a többi szakaszba érintkeztetjük. Az oxidációs folyamat során az alkoholból hidrogénperoxid, keton és savak képződnek. Az oxidációt úgy kivitelezzük, hogy az egyes szakaszokba lépő oxigénkoncentrációnak KQ2 a mindenkori szakaszban képződött hidrogénperoxidkoncentrációhoz KH2 OI va ló arányát legalább 1,3-ra állítjuk be. A felső szakaszból kilépő gáz aceton, izopropilalkohol és víz gőzeit tartalmazza. A felsorolt komponensek veszteségeinek meggátlására a gázt lehűtjük és a kondenzátumot az oxidációs folyamatba visszavezetjük. Az első szakaszból (a gáz áramlási irányának megfelelően) a hidrogénper oxidot, ketont, nem reagált szekunder alkoholt és savat tartalmazó reakciókeveréket elvezetjük és rektifikálással elválasztjuk. Emellett a desztillátum ketont és alkoholt tartalmazó és a rektifikáló oszlop fenékrészében vizes hidrogénperoxid-oldat marad, .amelyjelentéktelen mennyiségű savat tartalmaz. Ezt az oldatot direktgőzzel kezeljük, mimellett a savat az oldatból extraháljuk. A savtartalmú gőzöket, legalább 7 pH-értéken a víz forrpontjánál magasabb hőmérsékleten a leválasztandó sav sójának vizes oldatán átvezetjük. Emellett a sav sóvá alakul és csapadék formájában kiválik, amelyet szűréssel leválasztunk. Egy sav ily módon leválasztott sóját kereskedelmi termékként forgalmazhatjuk. Mint a leírásból látható, a találmány szerint a hidrogénperoxid hozamát az ismert eljárással szemben 15-25%-kal emelhetjük, a melléktermékként keletkező sav mennyiségét az ismert eljárással szemben a felére csökkenthetjük és a folyamat sebességét egy új aktivátor, egy az oxidálandó alkohol szénatomszámával és szerkezetével egyező éter beadagolásával növelhetjük. Ezenkívül a találmány lehetővé teszi a szennyvíz tisztítása során a melléktermékként keletkező sav leválasztását, amelyet kereskedelmi termékként forgalmazhatunk. Jelen találmányt a szakember számára az alábbi konkrét kiviteli példákkal szemléltetjük: 1. példa Az oxidációs folyamat a fent leírtak alapján megy végbe. Izopropilalkohol oxidációja a reaktor három egymás fölött elrendezett szakaszában játszódik le. A 160 mg/liter nátriumdihidrogénfoszfátot tartalmazó alkoholt 25 liter/h sebességgel folyamatosan a felső szakaszba, a kondenzátumot 12—13 liter/h. sebességgel a két alsó szakaszba vezetjük. A berendezés keresztmetszetének 1 m2 -re óránként 133 m 3 levegő jut, azaz a levegő átáramoltatási sebessége 133 m3 /h, nyomása 10 at és a szakaszok hőmérsékletét 115 C° és 127 C° között tartjuk. A szakaszból kilépő oxigénkoncentrációt (K0,) és a reakciókeverék hidrogénperoxid koncentrációját (KH2 O 2 ) valamint ezek arányát az 1. táblázatban foglaltuk össze: 1. táblázat A szakaszok K0 -térfogat K.H j0 2 KQ 2 jelölése %-ban súly%-ban 5 KH2 02 I 17,7 10,4 1,7 10 II 14,2 6,0 2,4 III 10,2 4,0 2,6 A hidrogénperoxid hozam az elméleti hozam 15 97%-a, az ecetsav koncentrációja 0,19 súly%. A reakciókeverék rektifikációval történő leválasztását követőleg a vizes hidrogénperoxid oldatot direktgőzzel tisztítjuk. A kiáramló vízgőzt, amely 0,54 súly% ecetsavat tartalmaz, 150 ton maradék-20 nyomású és 60 C° hőmérsékleten a neutralizátorban vizes nátriumacetát-oldattal érintkezésbe hozzuk. A nátriumacetát-oldat pH-értékét 12-re nátronlúggal folyamatosan beállítjuk. A távozó gáz nem tartalmaz savat, míg csapadékként tiszta kristáyos nátrium-25 acetát marad vissza, amelyet leszűrünk. Az anyalúgot visszavezetjük a semlegesítési berendezésbe. 2. példa 30 Izopropilalkohol oxidációját az 1. példa szerint kivitelezzük, azzal a különbséggel, hogy a kiindulási alkoholhoz aktivátorként kb. 2 súly% diizopropilétert adagolunk. Diizopropiléter jelenlétében a folyamat 35 sebessége másfélszeresére nő és a hidrogénperoxid kitermelés az elméleti érték 97%-a. 3. példa 40 Az oxidációs folyamatot az 1. példa szerint kivitelezzük azzal a különbséggel, hogy izopropilalkohol helyett szekunder butilalkoholt oxidálunk. A távozó gáz oxigénkoncentrációja és a hidrogén-45 peroxid koncentráció valamint a kettő aránya a 2. táblázatban látható. 2. táblázat 50 A szakaszok Ko2 térfogat KH2 O 2 KO 2 jelölése %-ban súly%-ban KH2 O 2 I 17,6 9,8 1,8 55 II 14,9 7,1 2,1 III 10,3 5,8 1,8 60 A reakciókeverékből oxidációs úton előállított hidrogénperoxid hozama kb. 95%, a savkoncentráció (propionsavra átszámítva) kb. 0,22%. A reakciókeverékből rektifikációval leválasztott vizes hidrogénperoxidot direktgőz bevezetésével tisz-65 títjuk meg a savtól. A kb. 0,7% propionsavat 4
