DE649269C

DE649269C - Process for the fractional condensation of hydrogen peroxide vapors

Info

Publication number: DE649269C
Application number: DER86277D
Authority: DE
Inventors: Dr Leo Loewenstein; Dr Jon Seemann
Original assignee: JD Riedel E de Haen AG
Current assignee: Honeywell Riedel de Haen AG
Priority date: 1932-10-29
Filing date: 1932-10-29
Publication date: 1937-08-19

Description

Verfahren zur fraktionierten Kondensation von Wasserstoffsuperoxyddämpfen Beim Erhitzen von überschwefelsäurelösungen u. dgl. sowie verdünnter Wasserstoffsuperoxydlösungen erhält man Gemische von Wasser- und Wasserstoffsuperoxyddämpfen. Die Aufgabe, aus diesen Dampfgemischen konzentriertes, z. B. 30%iges Wasserstoffsuperoxyd zu gewinnen, hat man bisher nur in der Weise gelöst, daß man nach bekannten Prinzipien mit Hilfe einer Kolonne, die am oberen Ende einen Dephlegmator enthält, eine fraktionierte Kondensation der Dämpfe vornahm. Ein Nachteil dieser Arbeitsweise besteht darin, daß bei der Empfindlichkeit des Wässerstoffsuperoxyds gegen Metall nur ganz wenige Materialien als Konstruktionsmaterial für den Dephlegmator in Frage kamen. Da man ferner die Destillation von Wasserstoffsuperoxyd im Vakuum vornehmen maß, so bestand stets bei der Konstruktion der Apparatur und somit auch des Dephlegmators die Notwendigkeit, genügend große Querschnitte zu wählen, um keine Beeinträchtigung des Vakuums zu erreichen. Die Folge davon war, daß derartige De phlegmatoren unverhältnismäßig groß ausfallen maßten.Process for the fractional condensation of hydrogen peroxide vapors When heating supersulfuric acid solutions and the like, as well as dilute hydrogen peroxide solutions mixtures of water and hydrogen peroxide vapors are obtained. The task out these vapor mixtures concentrated, e.g. B. to win 30% hydrogen peroxide, has so far only been solved in such a way that one according to known principles with the help a column that contains a dephlegmator at the top, a fractional one Condensation of the vapors made. A disadvantage of this way of working is that that with the sensitivity of hydrogen peroxide to metal only very few Materials as a construction material for the dephlegmator came into question. Since you furthermore the distillation of hydrogen peroxide in a vacuum was carried out, so it existed always with the construction of the apparatus and thus also of the dephlegmator the need to choose sufficiently large cross-sections so as not to impair the vacuum reach. The consequence of this was that such deflegmators were disproportionate to turn out big.

Es wurde nun gefunden, daß man die Aufgabe der fraktionierten Kondensation der Gemische;aus Wasserstoffsuperoxyd- und; Wasserdämpfen in ganz einfacher Weise so lösen kann, daß-man, ohne einen Dephlegmator anzuwenden, das Dampfgemisch mit fein verteiltem Wasser durch Einstäuben mittels seiner Düse behandelt, dessen Temperatur zweckmäßig unter derjenigen der Dämpfte, z. B. bei Raumtemperatur, liegt. Man kann die Kondensation in der Weise vornehmen, dä.ß man die .aus der Destillationsapparatur austretenden Dämpfe unten in ein mit Füllkörpern versehenes Rohr aus Steinzeug leitet und in dieses oben durch eine Düse geringe Mengen Wasser fein verteilt durch das-Vakuum einsaugen läßt. Die Wasserstoffsuperoxyddämpfe werden hierbei durch das entgegenströmende Wasser kondensiert, während die Wasserdämpfe am Ende der Konsensationsanlage, die aus mehreren Röhren bzw. Türmen bestehen kann, in allgemein üblicher Weise niedergeschlagen werden. Verwendet man zum Niederschlagen der Wasserstoffsuperoxyddämpfe das in der letzten Kolonne kondensierte Wasser, so kann man evtl. noch darin vorhandene Wasserstoffsuperoxydreste ebenfalls verwerten. Ebenso kann man auch statt Wasser verdünnte, z. B. 3%ige Wasserstoffsuperoxydlösungen als Kondensationsmittel für die Wasserstoffsuperoxyddämpfe verwenden. Das Verfahren gestattet ferner, gleichzeitig mit der Einspritzflüssigkeit Stabilisatoren einzuführen, wodurch bereits im Augenblick der Kondensation das in der Wärme besonders empfindliche Wasserstoffsuperoxyd stabilisiert wird.It has now been found that the task of fractional condensation can be achieved the mixtures; of hydrogen peroxide and; Steaming water in a very simple way can solve so that-one, without using a dephlegmator, the steam mixture with finely divided water treated by dusting using its nozzle, its temperature appropriately below that of the steamed, z. B. at room temperature. One can carry out the condensation in such a way that the .from the distillation apparatus escaping vapors down into a filled pipe made of stoneware and in this above through a nozzle small amounts of water finely distributed by the vacuum can be sucked in. The hydrogen peroxide vapors are hereby caused by the countercurrent Water condenses while the water vapors at the end of the consensus system that may consist of several tubes or towers, deposited in the usual way will. If you use the in the to precipitate the hydrogen peroxide vapors Water condensed in the last column, so any hydrogen peroxide residues still present in it can be found also recycle. You can also use diluted instead of water, e.g. B. 3% hydrogen peroxide solutions Use as a condensing agent for the hydrogen peroxide vapors. The procedure also allows stabilizers to be introduced at the same time as the injection liquid, whereby already at the moment of condensation that in the warmth particularly sensitive hydrogen peroxide is stabilized.

Die beiliegende Zeichnung gibt eine für,, das Verfahren geeignete Vorrichtung wieder. A ist eine Kolonne aus einem geeigneten Metall oder keramischem Material, B eine Siebplatte, während C Füllkörper, D eine Düse zum Berieseln der Kolonne vorstellen. Die von der Destillationsanlage kommenden Dämpfe treten bei E in die Kolonne und verlassen sie bei F, um dann in einem Kühler niedergeschlagen zti werden. Durch die Leitung Q wird die Berieselungsflüssigkeit I aus .dem Gefäß 1-d eingesaugt. L ist ein Hahn oder eine andere Einrichtung zur Regelung des Durchflusses.The accompanying drawing shows a device suitable for the process. A is a column made of a suitable metal or ceramic material, B is a sieve plate, while C is packing, D is a nozzle for sprinkling the column. The vapors coming from the distillation plant enter the column at E and leave it at F, in order to then be precipitated in a cooler. The sprinkling liquid I is sucked in from the vessel 1-d through the line Q. L is a tap or other device to regulate the flow.

Das konzentrierte Wasserstoffsuperoxyd fließt bei K aus der Kolonne in unter Vakuum stehende Gefäße.The concentrated hydrogen peroxide flows out of the column at K in vessels under vacuum.

Die Arbeitsweise des Verfahrens wird durch die folgenden Beispiele erläutert: Beispiel i Die Dämpfe von i oo kg 3 o'oiger Wasserstoffsuperoxydlösung, die in einer Destillierapparatur der #,'akuumdestillatiön unterworfen wird, gelai.gen mit einer Temperatur von 75' ' bei einem Vakuum von 25 mm Quecksilber in den unteren Teil des Rektifizierturmes, durchstreichen dann die Füllkörperschicht des Turmes, wobei das Wasserstoffsuperoxyd ausgetvaschen wird, und verlassen oben den Turm als Wasserdämpfe, die in einem vor der Vakuumpumpe eingeschalteten Kühler kondensiert werden. Beim Passieren der Füllkörperschicht werden die Gase in innige Berührung mit den durch die Düse eingespritzten Wassermengen gebracht. Die Dämpfe verlassen den Turm mit 35-'C.The method of operation of the process is illustrated by the following examples: Example i The vapors of 100 kg of 3% hydrogen peroxide solution, which is subjected to vacuum distillation in a distillation apparatus, are stored at a temperature of 75 ″ in a vacuum 25 mm of mercury into the lower part of the rectification tower, then streak through the packing layer of the tower, whereby the hydrogen peroxide is washed out, and leave the tower at the top as water vapors, which are condensed in a cooler connected in front of the vacuum pump. When passing through the packing layer, the gases are brought into intimate contact with the amount of water injected through the nozzle. The fumes leave the tower at 35-'C.

Eingespritzte Wassermenge: iokg. Ausbeute 9,7001,-l- 3oü,oiger Wasserstoffsuperoxydlösung. Ausbeute also 970°. Im kondensierten Wasser ist nur noch etwa 1_ 100o°:° H, O,.Injected amount of water: iokg. Yield 9.7001, -1-3oü, oiger hydrogen peroxide solution. So the yield is 970 °. In the condensed water there is only about 1_ 100o °: ° H, O ,.

Beispiel 2 Von i oo kg 3 0 öiger Wasserstoffsuperoxydlösung werden nur 9o kg destilliert, die übrigen i o kg werden nach Zusatz von 3 g Phosphorsäure als Stabilisator zum Berieseln des Turmes benutzt. Bei sonst gleichen Bedingungen wie bei Beispiel i werden erhalten: 8,9 kg Wasserstoffsuperoxydlösung mit 33,2 Gewichtsprozent. Ausbeute 98,50t0. Im Wasser sind wieder nur etwa 1;100o bis 2/looo°,o H., 0.,.EXAMPLE 2 Only 90 kg of 100 kg of 30% hydrogen peroxide solution are distilled, the remaining 100 kg are used as a stabilizer for sprinkling the tower after adding 3 g of phosphoric acid. Under otherwise the same conditions as in Example i, the following are obtained: 8.9 kg of hydrogen peroxide solution with 33.2 percent by weight. Yield 98.50 t0. In the water there are again only about 1; 100o to 2 / 100o °, o H., 0.,.

Man hat zwar schon die Kondensation von Salzsäurewasserdämpfen durch Wasser empfohlen. Ganz abgesehen davon, daß sich daraus nicht die übertragbarkeit einer solchen Maßnahme auf die Kondensation jedes flüchtigen mit Wasserdampf vermischten Stoffes ergibt, wird bei dem erwähnten Verfahren die direkte Kühlung nur in Verbindung mit indirekter Kühlung empfohlen, so daß die zu ;kondensierenden Dämpfe in bereits gekühltem Zustand mit kaltem Wasser behandelt werden. Es wird auch dort keine konzentrierte Salzsäure gewonnen, während das vorliegende Verfahren überraschenderweise die Gewinnung hochkonzentrierten Wasserstoffsuperoxyds gestattet.It is true that the condensation of hydrochloric acid water vapors has already occurred Water recommended. Quite apart from the fact that this does not mean that it is transferable such a measure on the condensation of any volatile mixed with water vapor Material results, the direct cooling is only in connection with the mentioned method recommended with indirect cooling, so that the vapors to be condensed in already be treated with cold water in the cool state. It is not concentrated there either Hydrochloric acid obtained during the present process surprisingly the recovery highly concentrated hydrogen peroxide permitted.

Es ist ferner ein Verfahren bekannt, bei welchem verdünnte Wasserstoffsuperoxydlösungen zum Zweck der Konzentration in einem Kessel erhitzt werden; die aus dem Kessel entweichenden Wasserdämpfe, die noch geringe Mengen Wasserstoffsuperoxyd enthalten. werden durch eine mit den üblichen Böden versehene Rektifizierkolonne geleitet, in die gleichzeitig, und zwar lediglich zwecks Ergänzung des Destillationsgutes, die zu konzentrierende verdünüte Wasserstoffsuperoxydlösung einfließt. Aber auch dieses im übrigen diskontinuierlich arbeitende Verfahren erfordert die Anwendung eines Dephlegmators mit all seinen obenerwähnten Nachteilen. Das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Verfahren ist infolge Wegfall des Dephlegmators und der Kolonnenböden, die aus keramischem Material gefertigt sein müssen, -bedeutend einfacher und billiger. Fs gestattet eine weitaus raschere und wirkungsvollere Einstellung der jeweils gewünschten Wasserstoffsuperoxydkonzentrati,on und erlaubt auch schon deshalb unter besserem Vakuum zu arbeiten. da die Dämpfe nur mit der Flüssigkeitsoberfläche in Berührung kommen.A method is also known in which dilute hydrogen peroxide solutions be heated in a kettle for the purpose of concentration; those escaping from the boiler Water vapors that still contain small amounts of hydrogen peroxide. will be through a rectifying column provided with the usual trays, into which at the same time, and only for the purpose of supplementing the material to be distilled, the one to be concentrated dilute hydrogen peroxide solution flows in. But this is also discontinuous for the rest working procedure requires the use of a dephlegmator with all of its disadvantages mentioned above. That forming the subject of the present invention Process is due to the elimination of the dephlegmator and the column trays, which are made of ceramic Material must be made - significantly simpler and cheaper. Fs permitted a much faster and more effective setting of the hydrogen peroxide concentration desired in each case and for this reason alone allows you to work under a better vacuum. there the fumes only come into contact with the surface of the liquid.

Ein Verfahren, bei welchem die einer mit Aufsatzkolonne versehenen Destillierblase entweichenden Dämpfe von Flüssigkeitsgemischen einem erhitzten Sprühregen des zu destillierenden Flüssigkeitsgemisches begegnen, ist bekannt. Im Hinblick auf die Anordnung der Kolonne auf dem Destillationsgefäß, in welchem das Konzentrat dauernd erhitzt wird, wie auch itn Hinblick auf die vorherige Erhitzung- der dem Dampfgemisch als Regen entgegenströtnenden Flüssigkeit lag aber für den Wasserstoffsuperoxydfachmann kein Anlaß vor, zugunsten einer solchen im übrigen die fraktionierte Destillation bezweckenden Vorrichtung von der bisher im allgemeinen bewährien, fürWasserstoftstiperoxvdüblichen Kondensationsvorrichtung abzugehen. Insbesondere innfite es durchaus fernliegen, zwecks Kondensation des Wasserstoffsuperaxyds aus Gemischen mit Wasserdämpfen diesen noch weitere Mengen des Mittels (Wasser) zuzusetzen, von dem gerade das Wasserstoffsuperoxyd ge;rennt -,werden sollte. _A method in which the one provided with a top column Still vapors escaping from liquid mixtures in a heated spray encounter of the liquid mixture to be distilled is known. With regard to on the arrangement of the column on the distillation vessel in which the concentrate is continuously heated, as well as with regard to the previous heating- the dem A vapor mixture as a liquid flowing against the rain, however, was ideal for the hydrogen peroxide specialist there is no reason to favor fractional distillation intended device from the previously generally proven, for hydrogen peroxide To go off condensation device. In particular, it is far from being for the purpose of condensation of the hydrogen superoxide from mixtures with water vapors these to add further quantities of the agent (water) from which the hydrogen peroxide was added ge; run - should be. _

Claims

PATENT CLAIMS: r. Process for the fractional condensation of hydrogen sulphide vapors from mixtures with water vapors, characterized in that the vapor mixture flowing through a tower suitably filled with fillers is treated with finely divided water by dusting it by means of a nozzle, dispensing with a dephlegmator, with the amount of water corresponding to the desired concentration of the solution to be obtained.

2. Procedure according to claim-i, characterized in that instead of water, dilute hydrogen peroxide solutions be used.

3. The method according to claim r and 2, characterized in that one of the liquids intended for the co-condensation of the hydrogen peroxide Adds stabilizer for hydrogen peroxide.