Способ рекуперации перекиси водорода

Способ рекуперации перекиси водорода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ »! 7I 94 97

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 28.04,76 (21) 2351995/23-04 (23) Приоритет — (32) 30.04,75 (31) Р 2519289.6 (33) ФРГ (43) Опубликовано 28.02,80. Бюллетень М 8 (45) Дата опубликования описания 28.02.80 (51) М. Кл, С 07С 179/10

С 01Â 15/02

Государственный комитет

СССР

tio делам изобретеиий и открытий (53) УДК 66!.491: 729. .06(088.8) (72) Авторы изобретения Иностранцы

Гюнтер Прешер, Герд Шрейер, Отто Вайберг, Рольф Виртвейн, Гельмут Вальдманн, Герман Зейферт, Вульф Швердтель, Вольфганг Своденк (ФРГ) Иностранные фирмы

«Дойче Гольд-унд Зильбер — Шайдеанштальт Формальс Ресслер» (ФРГ) и «Байер АГ» (ФРГ) (54) СПОСОБ РЕКУПЕРАЦИИ ПЕРЕКИСИ ВОДОРОДА

Изобретение относится к переработке отходов химических процессов, в частности к способу рекуперации перекиси водорода из смеси, содержащей надкарбоновую и карбоновую кислоту С вЂ” С4, перекись водорода, воду и органический растворитель и образующейся в процессе получения органического раствора надкарбоновой кислоты.

Известен способ получения безводных органических растворов надкарбоновых кислот С вЂ” С4 взаимодействием перекиси водорода, соответствующей карбоновой кислоты в присутствии кислого катализатора и органического растворителя. Образующуюся воду отделяют азеотропной отгонкой (1).

В некоторых случаях для производства безводных надкарбоновых кислот их водные растворы экстрагируют органическим растворителем (2). Экстрагирование проводят либо одно-, либо многоступенчато, но в каждом случае рафинат, содержащий достаточное количество перекиси водорода, не перерабатывают и выбрасывают.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является способ, по которому рекуперацию перекиси водорода ведут из содержащей надкарбоновую и карбоновую кислоту С1 — С4, перекись водорода, воду и органический растворитель смеси, получаемой в процессе синтеза безводного органического раствора надкарбоновой кислоты, путем экстракцпи водой, взятой в количестве 10% от веса экстрагируемой

10 смеси (3). Недостаток известного способа заключается в низкой степени рекуперации перекиси водорода.

Целью предлагаемого способа является повышение степени рекуперацни перекиси

15 водорода.

Эта цель достигается за счет того, что экстракцию проводят в 3 или 4 стадии, причем на первой стадии используют воду или содержащую перекись водорода воду в

20 количестве 3 — 7% от веса смеси, образовавшуюся водную фазу, содержащую перекись водорода, отводят, а органическую фазу на остальных стадиях противотоком экстрагируют 0,5 — 2% от веса смеси воды, 71 9497 которую подают на последней стадии и отводят со второй стадии. Предлагаемый способ заключается в сочетании одпостадпйпой перекрестной экстракции с двух- или трехстадийной противоточной экстракцпей. В качестве экстрактора па первой стадии ггрггменяют аппарат типа смеситель — отделитель, а на остальных стадиях можно применять экстрактор любого типа. Экстракцию проводят при температуре от комнатной до

30 С. Исходная смесь обычно содержит, вес. %: 5 — 50 надкарбоповой кислоты, 5 — 50 карбоновой кислоты, 10 — 70 органического растворителя, 0,2 — 1 воды и 0,2 — 1 перекиси водорода.

На фпг. 1 — 4 схематически представлен предлагаемый способ, где I — III означают стадии реакции.

1О

"0 )5

Пример 1 (см. фпг. 1). 74,27 кг/ч смеси следующего состава, вес. о/о. 22,3 надпропионовой кислоты; 13,8 пропионовой кислоты;

62,5 бепзола; 0,86 воды и 0,54 перекиси водорода, по трубопроводу 1 подают а первую стадию экстракцип, на которую по трубопроводу 2 подают 0,82 кг/ч воды, а по трубопроводу 3 — 2,92 кг/ч смеси, содержащей 99,2 вес. /о воды и 0,8 вес. о/о перекиси водорода, общее количество воды составляет 5",„от веса смеси. В качестве экстракта получают 3,97 кг/ч смеси следующего состава, вес. /о. 34,1 надпропионовой кислоты, 22,1 пропионовой кислоты, 10,0 бензола, 29,9 воды и 3,9 перекиси водорода, которую отводят по трубопроводу 4. В качестве рафината получают 74 кг/ч смеси состава, вес. /о. 20,64 надпропионовой кислоты, 62,12 бензола, 4,18 воды и 0,36 перекиси водорода, которую по трубопроводу 5 подают на вторую стадию экстракции, с которой отводят 73,96 кг/ч рафината состава, вес. /о. 20,65 надпропионовой кислоты, 12,72 пропионовой кислоты, 62,15 бензола, 4,18 воды и 0,30 перекиси водорода, который по трубопроводу 6 подают на третью стадию экстракцип, на которую по трубопроводу 7 подают 0,93 кг/ч (1,25% от веса смеси) воды. С этой стадии отводят 3,64 кг/ч экстракта состава, вес. /о.. 33,8, надпропионовой кислоты, 21,4 пропионовой кислоты, 10,4 бензола, 32,5 воды и 1,9 перекиси водорода, который по трубопроводу 8 подают на вторую стадию экстракции, с которой по трубопроводу 9 отводят 3,68 кг/ч экстракта состава, вес. /о. 33,4 надпропионовой кислоты, 21,3 пропионовой кислоты, 10,2 бензола, 32,0 воды и 3,1 перекиси водорода.

71,25 кг/ч рафината, отводимого с третьей стадии экстракции по трубопроводу 10, имеет состав, вес. "/о. 19,7 надпропионовой кислоты, 12,1 пропионовой кислоты, 64,01 бензола, 4,0 воды и 0,19 перекиси водорода.

Экстракцию на всех стадиях проводят при температуре 28 — 30 С.

Пример 2 (см. фиг. 2). Повторяют пример 1 с той разницей, что противоточную экстракцию проводят в четыре стадии.

74,27 кг/ч смеси указанного в примере 1 состава по трубопроводу 1 подают на первую стадию экстракции, а которую по трубопроводу 2 подают 0,82 кг/ч воды, а по трубопроводу 3 — 2,92 кг/ч смеси. Общее количество воды составляет 5 от веса смеси. В качестве экстракта получают

4,24 кг/ч смеси состава, вес. /о. .32,62 надпропионовой кислоты, 21,00 пропионовой кислоты, 9,43 бензола, 33,25 воды и 4,00 перекиси водорода, которую отводят по трубопроводу 4. В качестве рафината получают 73 кг/ч смеси состава, вес, /о, 20,64 надпропионовой кислоты, 12,70 пропионовой кислоты, 62,42 бензола, 39,0 воды и 0,34 перекиси водорода, которую по трубопроводу 5 подают на вторую стадию экстракции, на которую по трубопроводу 11 подают

3,81 кг/ч смеси состава, вес. о/О. 34,13 надпропиоповой кислоты, 9,97 бензола, 30,97 воды и 2,62 перекиси водорода.

В качестве экстракта получают 4,13 кг/ч смеси состава, вес. /о. 34,87 падпропионовой кислоты, 24,21 пропионовой кислоты, 9,20 бензола, 28,57 воды и 3,15 перекиси водорода, которую отводят по трубопроводу

9. В качестве рафината получают 73,40кг/ч смеси состава, вес. /о. 20,54 надпропионовой кислоты, 12,56 пропионовой кислоты, 62,70 бензола, 3,90 воды и 0,30 перекиси водорода, которую по трубопроводу 6 подают на третью стадию экстракции, на которую по трубопроводу 12 подают 3,64 кг/ч экстракта, получаемого на четвертой стадии экстракции. Этот экстракт имеет состав, вес. /о. 33,79 надпропионовой кислоты, 21,43 пропионовой кислоты, 10,44 бензола, 32,44 воды и 1,90 перекиси водорода. С третьей стадии экстракции отводят 73,23 кг/ч рафината состава, вес. % . .20,5 надпропионовой кислоты, 12,5 пропионовой кислоты, 62,84 бензола, 3,90 воды и 0,26 перекиси водорода, который по трубопроводу 13 подают на четвертую стадию экстракции, на которую по трубопроводу 14 подают 0,93 кг/ч воды (1,25 /о от веса смеси). В качестве рафината получают 70,52 кг/ч смеси состава, вес. .. 19,54 надпропионовой кислоты, 11,87 пропионовой кислоты, 64,72 бензола, 3,70 воды и 0,17 перекиси водорода, который отводят по трубопроводу 15.

Экстракцию на всех стадиях проводят при комнатной температуре.

Пример 3 (см. фиг. 3) . Процесс проводят аналогично примеру 1. 74,27 кг/ч смеси указанного в примере 1 состава по трубопроводу 1 подают на первую экстракцию, па которую по трубопроводу 2 подают

2,30 кг/ч воды, а по трубопроводу 3—

2,92 кг/ч смеси указанного в примере 1 состава. Общее количество воды составляет

7О/о от веса смеси.

В качестве экстракта получают 6,67 кг/ч

719497

5 смеси состава, вес. о/о. 31,36 надпропионовой кислоты, 18,59 пропионовой кислоты, 4,33 бензола, 41,8 воды и 3,92 перекиси водорода, которую отводят по трубопроводу 4.

В качестве рафината получают 72,28 кг/ч смеси состава, вес. /о. 19,97 надпропионовой кислоты, 12,39 пропионовой кислоты, 63,46 бензола, 3,83 воды и 0,35 перекиси водорода, которую по трубопроводу 5 подают на вторую стадию экстракции, на которую также подают 0,94 кг/ч экстракта, получаемого на третьей стадии экстракции. Экстракт, подаваемый по трубопроводу 8, имеет состав, вес. о/о. 37,46 надпропионовой кислоты, 22,07 пропионовой кислоты, 10,03 бензола, 28,29 воды и 2,15 перекиси водорода. Со второй стадии экстракции по трубопроводу 9 отводят 0,96 кг/ч смеси состава, вес. о/о: 37,51 надпропионовой кислоты, 22,63 пропноновой кислоты, 10,0 бензола, 26,38 воды н 3,48 перекиси водорода. В качестве рафината получают 72,26 кг/ч смеси состава, вес. %. 20,0 надпропионовой кислоты, 12,38 проппоновой кислоты, 63,41 бензола, 3,93 воды и 0,28 перекиси водорода, которую по трубопроводу 6 подают на третью стадию экстракции, на которую по трубопроводу 7 подают 0,37 кг/ч воды (0,5 /о от веса исходной смеси). В качестве рафината получают 72,18 кг/ч смеси состава, вес. /о..

19,62 падпроппоновой кислоты, 12,20 проппоновой кислоты, 63,85 бензола, 4,15 воды

» 0,18 псрекиси водорода.

Экстракцию на всех стадиях проводят при комнатной температуре.

Пример. 4 (см. фиг. 4). Процесс проводят аналогично примеру 2. 74,27 кг/ч смеси указанного в примере 1 состава по трубопроводу 1 подают на первую стадию, на которую по трубопроводу 3 подают 2,24 кг/ч смеси указанного в примере 1 состава (количество воды Зо/о от веса смеси). После экстракции при 28 — 30 С по трубопроводу

5 отводят 76,51 кг/ч смеси состава вес. %.

21,64 надпропионовой кислоты, 13,40 пропноновой кислоты, 60,60 бензола, 3,80 воды и 0,56 перекиси водорода, которую подают на вторую стадию экстракции, которую проводят при той же температуре, что и первую стадию экстракции. На вторую стадию экстракции по трубопроводу 11 подают

5,29 кг/ч смеси состава, вес. /о. 35,34 надпропионовой кислоты, 23,15 пропионовой кислоты, 10,0 бензола, 28,92 воды и 2,89 перекиси водорода. B качестве экстракта получают 5,46 кг/ч смеси состава, вес. о/о.

36,55 надпропионовой кислоты, 22,15 пропионовой кислоты, 9,00 бензола, 28,10 воды и

5,20 перекиси водорода, которую отводят по трубопроводу 9.

В качестве рафината получают 76,34 кг/ч смеси состава, вес, /р. 21,62 надпропионо5

60 вой кислоты, 13,57 пропионовой кислоты, 60,65 бензола, 3,88 воды и 0,28 перекиси водорода, которую по трубопроводу 6 подают на третью стадию экстракции, которую проводят прп той же температуре, что и первая стадия экстракции. На третью стадию экстракции также подают 5,12 кг/ч экстракта, получаемого на четвертой стадии экстракции. Этот экстракт, который подают по трубопроводу !2, имеет состав, вес. о/о. 35,74 надпропионовой кислоты,22.67 пропионовой кислоты, 10,65 бензола, 29,89 воды и 1,05 перекиси водорода. В качестве рафината третьей стадии экстракции получают 76,17 кг/ч смеси состава, вес. о/о.

21,52 надпропионовой кислоты, 13,55 пропионовой кислоты, 60,87 бензола, 13,82 воды и 0,24 перекиси водорода, которую по трубопроводу 13 подают на четвертую стадию экстракцпп, которую проводят при той же температуре, что и первая стадия экстракцпп. На четвертую стадию экстракции по трубопроводу 14 подают 1,49 кг/ч воды (2О/о от веса исходной смеси). С этой стадии экстракции по трубопроводч 15 отводят

72,54 кг/ч смеси состава, вес. о/о. 20,22 надпропноновой кислоты, 12,45 пропионовой кислоты, 63,15 бензола, 4,00 воды и 0,18 перекиси водорода.

Пример 5 (сравнительный). Повторяют пример 1 с той разницей, что 74,27 кг/ч смеси в примере 1 состава ппотпвотоком экстрагнруют 3,27 кг/ч воды. Пни этом в качестве рафпната отчодят 73,86 кг/ч смеси состава, вес. : 21,55 надпропноновой кислоты, 13,05 пропионовой кислоты, 61,90 бензола, 3,07 воды и 0,43 (т. е. 0,3176 кг/ч) перекиси водорода, а в качестве экстракта

3,68 кг/ч смеси состава, вес. о/о. 16;50 падпропионовой кислоты, 16,50 пропионовой кислоты, 19,3 бензола, 45,2 воды ц 2,5 перекиси водорода. Степень рекуперацпи Н О

29,3О/О, считая на общее количество

0,423 кг/ч.

Пример 6 (сравнительный) . Повторяют пример 1 с той разницей, что на третьей стадии экстракции вводят 3,27 кг/ч воды, которую противотоком исходной смеси пропускают через трп стадии. При этом с первой стадии экстракции отводят 7,04 кг/ч экстракта, содержащего, вес. о/О. 43,42 надпропионовой кислоты, 28.10 пропионовой кислоты, 10,52 бензола, !6,22 воды н 1,84 перекиси водорода, а с третьей стадии экстп акции 70,50 кг/ч рафината состава, вес. /о.

19,16 надпропионовой кислоты, 11,72 пропионовой кислоты, 64,80 бензола, 3,94 воды и

0,38 перекиси водорода.

В таблице показана степень рекуперации перекиси водорода, %, с учетом того, что количество перекиси водорода в исходной смеси принято за 100 /о.

719497

Стадии

Пример

Всего, М

Первая

Вторая

Третья

Четвертая

38,0

:10,5

6l,9

l1,3

5,5

2, 1

30,95

17,0

11,1

69,3

71,4

69,1

69,1

22,5

11,0

4,8

30,7

7, 15

22,5

5 (одностадийная противоточная вкстракция) 6 (трехстадийна я противоточная экстракция) 32,5

32,5

10, Как видно из данных таблицы степень рекуперации перекиси водорода более, чем в два раза превышает известную.

Кроме того, что применение воды в количестве менее 3% вес. на первой стадии и в количестве менее 0,5 вес. % на остальных стадиях приводит к снижению степени рекуперацип перекиси водорода на 35 — 40%, а превышение указанных пределов не обеспечивает лучшей степени рекуперации.

Формула изобретения

Способ рекуперации перекиси водорода из смеси, содержащей надкарбоновую и карбоновую кислоту С вЂ” С4, перекись водорода, воду и органический растворитель и образующейся в процессе получения органического раствора надкарбоновой кислоты, путем экстракции водой, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения степени рекуперации, экстракцию проводят в 3 илп

4 стадии, причем на первой стадии используют воду или содержащую перекись водорода воду в количестве 3 — 7% от веса смеси, образовавшуюся водную фазу, содержащую перекись водорода, отводят, а органическую фазу на остальных стадиях противотоком экстрагируют 0,5 — 2% от веса сме10 си воды, которую подают на последней стадии и отводят со второй стадии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Выложенная заявка ФРГ № 1917032, 15 кл. 12о 11, опублик. 1970.

2. Выложенная заявка ФРГ № 214115б, кл. С 07С 73/10, опублик. 1974.

3 Выложенная заявка ФРГ № 22б2970, кл. С 07С 73/10, опублик. 1974 1прототип).