Способ рекуперации перекиси водорода

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ и ц М 9497 Союз Советских Социалистических Республик(45) Дача опубликования описания 28.02.8 207 С 101 В 1 Государственный комит СССР по делам изобретеиий и открытий(72) Авторыизобретен транцыОтто Вайберн Зейферт, Вунг СводенкРГ)ные фирмыайдеанштальтРГ)йер АГРГ) Инос юнтер Прешер, Герд Шрейер Гельмут Вальдманн, Герма Вол ьфгаРольф Виртвеф Швердтель,ормальс Ресслер Б СПОСОБ РЕКУПЕРАЦИИ ПЕРЕКИСИ ВОДОР Заявители Иностр Дойче Гольд-унд Зильбер -Изобретение относится к переработке отходов химических процессов, в частности к способу рекуперации перекиси водорода из смеси, содержащей надкарбоновую и карбоновую кислоту С - С 4, перекись водорода, воду и органический растворитель и образующейся в процессе получения органического раствора надкарбоновой кислоты,Известен способ получения безводных органических растворов надкарбоновых кис лот С, - С 4 взаимодействием перекиси водорода, соответствующей карбоновой кислоты в присутствии кислого катализатора и органического растворителя. Образующуюся воду отделяют азеотропной отгонкой 11. 15В некоторых случаях для производства безводных надкарбоновых кислот их водные растворы экстрагируют органическим растворителем 21. Экстрагирование проводят либо одно-, либо многоступенчато, но 20 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 С, - С 4, 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 смеси 13. Недостаток известного способа заключается в низкой степени рекуперации перекиси водорода,Целью предлагаемого способа является повышение степени рекуперации перекиси 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 количестве 3 - 7% от веса смеси, образовавшуюся водную фазу, содержащую перекись водорода, отводят, а органическую фазу на остальных стадиях противотоком экстрагнруют 0,5 - 2% от веса смеси воды,которую подают на последней стадии и отводят со второй стадии. Предлагаемый способ заключается в сочетании одпостадпйпой перекрестной экстракции с двух- нли трехстадийной противоточной экстракцпей. В качестве экстрактора па первой стадии применяют аппарат типа смеситель в отдели- тель, 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.11 а фпг. 1 - 4 схематически представлен предлагаемый способ, где 1 - 1 означают стади рсакць Пример 1 (см. фиг. 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 на 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. % воды и 0,8 вес, /о перекиси водорода, общее количество воды составляет 5 оА 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 каче. стве рафината получают 74 кг/ч смеси состава, вес. %: 20,64 надпропионовой кислоты, 62,12 бензола, 4,18 воды и 0,36 переки. си водорода, которую по трубопроводу 5 подают на вторую стадию экстракции, с которой отводят 73,96 кг/ч рафината состава, вес. %: 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 труоопроводу 7 подают 0,93 кг/ч (1,25/о от веса смеси) воды. С этой стадии отводят 3,64 кг/ч экстракта состава, вес, %: 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, %: 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. %: 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.П р и м е р 2 (см. фиг. 2). Повторяют при 20 о 30 35 40 45 50 55 60 65 мер 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, на которую по трубопроводу 2 подают 0,82 кг/ч воды, а по трубопроводу 3 - 2,92 кг/ч смеси. Общее количество воды составлЯет 5 о/о от веса смеси, В качестве экстракта получают 4,24 кг/ч смеси состава, вес. %: 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, %; 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, 9,9 бензола, 30,97 воды и 2,62 перекиси водорода.В качестве экстракта получают 4,13 кг/ч смеси состава, вес, %: 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 73,40 кг/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 кото. рую по трубопроводу 12 подают 3,64 кг/ч экстракта, получаемого на четвертой стадии экстракции. Этот экстракт имеет состав, вес. /,: 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 рафи. ната 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% 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.П р и м е р 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 7% от веса смеси.В качестве экстракта получают 6,67 кг/ч5смеси состава, вес, %; 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. %: 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. 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% от веса исходной смеси). В качестве рафината получают 72,18 кг/ч смеси состава, вес. /,: 19,62 падпропноновой кислоты, 12,20 пропноовой кислоты, 63,85 бензола, 4,15 воды и 0,18 перекиси 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 т(оторую по трубопроводу 3 подают 2,24 кг/ч смеси указанного в примере 1 состава (количество воды 3% 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 пртл той же температуре, что и первую стадию экстракции. На вторую стадию экстракции по трубопроводу 11 подают 5,29 кг/ч смеси состава, вес. /,: 35,34 надпропионовой кислоты, 23,15 пропионовой кислоты, 10,0 бензола, 28,92 воды и 2,89 перекиси водорода. В качестве экстракта получают 5,46 кг/ч смеси состава, вес, %.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, %: 21,62 надпропионо 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 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 прн 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. %, 35,74 надпропионовой кислоты,22.67 пропионовой кислоты, 10,65 бензола, 29,89 воды н 1,05 перекиси водорода, В качестве рафината третьей стадии экстракции получают 76,17 кг/ч смеси состава, вес. %;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 экстракцпн, которую проводят при той же температуре, что и первая стадия экстракцтн. На четвертую стадию экстракции по трубопроводу 14 подают 1,49 кг/ч воды (2% от веса исходной смеси). С этой стадии экстракции по трубопроводч 15 отводят 72,54 кг/ч смеси состава, вес. %. 20,22 надпропноновой кислоты, 12,45 пропионовой кислоты, 63,15 бензола, 4,00 воды и 0,18 перекиси водорода,П р и м е р 5 (сравнительный). Повторяют пример 1 с той разницей, что 74,27 кг/ч смеси в примере 1 состава пттотттвотоком экстрагнруют 3,27 кг/ч воды. Ппн этом в качестве рафнната отводят 73,86 кг/ч смеси состава, вес. О : 21,55 надпропноновой кислоты, 13,05 пропноновои кислоты, 61,90 бензола, 3,07 воды н 0,43 (т. е. 0,3176 кг/ч) ненекттстт водорода, а в качестве экстракта 3,68 кг/ч смеси состава, вес. %: 16;50 надпропионовой кислоты, 16,50 пропионовой кислоты, 19,3 бензола, 45,2 воды и 2,5 перекиси водорода. Степень рекуперацпи Н,О 29,3%, считая на общее количество 0,423 кг/ч.П р н м е р 6 (сравнительный) . Повторяют пример 1 с той разницей, что на третьей стадии экстракцтли вводят 3,27 кг/ч воды, которую противотоком тлсхолной смеси пропускают через трн стадии. Прн этом с первой стадтти экстракции отводят 7,04 кг/ч экстракта, содержащего, вес, %; 43,42 надпропионовой кислоты, 28,10 пропионовой кислоты, 10,52 бензола, 6,22 воды н 1,84 перекиси водорода, а с третьей стадии экстпакцни 70,50 кг/ч рафината состава, вес. %.19,16 надпропионовой кислоты, 11,72 пропионовой кислоты, 64,80 бензола, 3,94 воды и 0,38 перекиси водорода.В таблтще показана степень рекуперации перекиси водорода, /о, с учетом того, что количество перекиси водорода в исходной смеси принято за 100 о .719497 Стадии Пример Всего, мЧетвертая Первая Вторая Третья 38,0 40,5 61,9 11,35,5 2,3095 17,0 11,1 69,3 71,4 69,1 69,1 22,5 11,0 4,830,7 7, 15 22,5 532,5 32 5 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 рскуперацип перекиси водорода на 35 - 40%, а превышение указанных пределов не обеспечивает лучшей степени рекуперации.Формула изобретенияСпособ рекуперации перекиси водорода из смеси, содержащей надкарбоновую и карбоновую кислоту С - С 4, перекись водорода, воду и органический растворитель и образующейся в процессе получения органического раствора надкарбоновой кислоты, п 5 тем экстракции водой, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения степенирекуперации, экстракцию проводят в 3 илп4 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 сме 10 си воды, которую подают на последней стадии и отводят со второй стадии.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Выложенная заявка ФРГ1917032,15 кл, 12 о 11, опублик. 1970.2. Выложенная заявка ФРГ214115 б,кл. С 07 С 73/10, опублик. 1974,3 Выложенная заявка ФРГ22 б 2970,кл, С 07 С 73/10, опублик, 1974 прототип).