DE1016685B

DE1016685B - Process for the production of hydrogen peroxide

Info

Publication number: DE1016685B
Application number: DES44875A
Authority: DE
Inventors: Max Gonze
Original assignee: Solvay SA
Current assignee: Solvay SA
Priority date: 1954-08-25
Filing date: 1955-07-23
Publication date: 1957-10-03

Description

Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxyd Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Wasserstoffperoxyd durch Reaktion und Oxydation von alkylierten Anthrachinonen, insbesondere auf ein verbessertes Lösungsmittel für alkylierte Anthrachinone und ihre hydrierten Derivate.Process for the preparation of hydrogen peroxide The invention relates to focus on the production of hydrogen peroxide by the reaction and oxidation of alkylated anthraquinones, in particular an improved solvent for alkylated anthraquinones and their hydrogenated derivatives.

Das bekannte Verfahren, z. B. unter Verwendung von Äthylanthrachinon, besteht darin, daß das alkylierte Anthrachinon zu dem entsprechenden Anthrahydrochinon hydriert, die Hydrochinonform zum Chincn a_zydiert und das Wasserstoffperoxyd im Laufe dieser Behandlung abgetrennt wird.The known method, e.g. B. using ethyl anthraquinone, is that the alkylated anthraquinone to the corresponding anthrahydroquinone hydrogenated, the hydroquinone form a_zydiert to chinn and the hydrogen peroxide im Is severed in the course of this treatment.

Diese Reduktions- und Oxydationsreaktionen finden in einem organischen Milieu statt, welches gleichzeitig die Chinone und die Hydrochinone löst. Als Reaktionsmilieu hat man eine Mischung eines Lösungsmittels für Chinone und eines Lösungsmittels für Hydrochinone empfohlen.These reduction and oxidation reactions take place in an organic one Milieu instead, which dissolves the quinones and the hydroquinones at the same time. As a reaction medium one has a mixture of a solvent for quinones and a solvent recommended for hydroquinones.

Es sind als Lösungsmittel für Hydrochinone die sekundären aliphatischen Alkohole, insbesondere die sekundären Alkohole mit 7 bis 11. Kohlenstoffatomen, die primären Alkohole Heptanol, Äthanol usw., das Methylcyclohexanol usw., bekannt.The secondary aliphatic solvents are used as solvents for hydroquinones Alcohols, especially the secondary alcohols with 7 to 11 carbon atoms, the primary alcohols heptanol, ethanol, etc., methylcyclohexanol, etc., are known.

Als Lösungsmittel für Chinone sind die aromatischen Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol, Xylol, Naphthalin, Tetrahydronaphthalin, die alkylierten Derivate des Naphthalins, Anisol usw. bekannt.Aromatic hydrocarbons are used as solvents for quinones such as benzene, toluene, xylene, naphthalene, tetrahydronaphthalene, the alkylated derivatives of naphthalene, anisole, etc. known.

Man hat gleichfalls vorgeschlagen, Ester von Dicarbonsäuren zu verwenden, welche ein gutes Lösungsvermögen gleichzeitig für Chinone und Hydrochinone besitzen.It has also been proposed to use esters of dicarboxylic acids, which have good dissolving power for quinones and hydroquinones at the same time.

Das Verfahren der Erfindung betrifft die Verwendung von besonderen Lösungsmitteln für die Chinonform bei der Herstellung von Wasserstoffperoxyd durch Reduktion und Oxydation eines alkylierten Anthrachinons, wobei in einem Lösungsmittelgemisch gearbeitet wird, welches ein Naphthalinderivat aus der Gruppe der Chlornaphthaline oder der Alkoxynaphthaline enthält.The method of the invention relates to the use of particular Solvents for the quinone form in the production of hydrogen peroxide by Reduction and oxidation of an alkylated anthraquinone, in a solvent mixture is worked, which is a naphthalene derivative from the group of chloronaphthalenes or which contains alkoxynaphthalenes.

Diese Lösungsmittel sind durch ein erhöhtes spezifisches Gewicht, merklich über 1, gekennzeichnet. In Mischung mit bekannten Lösungsmitteln für die Hydrochinonform wie gewissen Estern von Dicarbon-oder Monocarbonsäuren können sie zu Lösungsmittelgemischen führen, deren spezifisches Gewicht höher als dasjenige der konzentrierten wäßrigen Lösungen von Wasserstoffperoxyd ist. Sie erlauben also eine saubere Abtrennung der wäßrigen Phase von der organischen Phase bei der Extralotion von Wasserstoffperoxyd durch Wasser oder durch wäßrige Lösungen von Wasserstoffperoxyd.These solvents are characterized by an increased specific weight, noticeably above 1, marked. In a mixture with known solvents for the They can be in the hydroquinone form, such as certain esters of dicarboxylic or monocarboxylic acids lead to solvent mixtures whose specific gravity is higher than that of concentrated aqueous solutions of hydrogen peroxide. So you allow a clean separation of the aqueous phase from the organic phase with the extra lotion of hydrogen peroxide by water or by aqueous solutions of hydrogen peroxide.

Außerdem besitzen die erfindungsgemäßen Lösungsmittel ein erhöhtes Lösungsvermögen für Antlirachinone. Der Teilungskoeffizient der Wasserstoffperoxydlösung zwischen der organischen und der wäßrigen Phase begünstigt außerdem die Abtrennung des Wasserstoffperoxyds, wie es die nachstehende Tabelle zeigt. Löslichkeit des 2-Äthyl- Teilungskoeffizient des H2 02 Lösungsmittel anthrachinons g pro kg Lösungsmittel g pro kg Lösungsmittel bei 30° wäßrige organische Phase Phase Technisches a-Monochlor- 193 101 0.01 naphthalin .................. Methoxynaphthalin ............ 250 100 0,20 Die Lösungsmittelmischungen aus diesen Naphthalinderivaten und einem Alkylphthalat sind besonders interessant, wie sich aus den nachstehenden Beispielen ergibt.In addition, the solvents according to the invention have an increased dissolving power for antlirachinones. The partition coefficient of the hydrogen peroxide solution between the organic and the aqueous phase also favors the separation of the hydrogen peroxide, as the table below shows. Solubility of the 2-ethyl partition coefficient of H2 02 Solvent anthraquinone g per kg of solvent g per kg of solvent at 30 ° aqueous organic Phase phase Technical a-monochlorine 193 101 0.01 naphthalene .................. Methoxynaphthalene ............ 250 100 0.20 The solvent mixtures of these naphthalene derivatives and an alkyl phthalate are particularly interesting, as can be seen from the examples below.

Der durch die Erfindung erzielte technische Fortschritt besteht zunächst darin, daß die erfindungsgemäßen Lösungsmittel gegenüber einigen der bisher benutzten eine größere Löslichkeit für die Anthrachinone besitzen und gegenüber anderen bisher benutzten eine geringere Flüchtigkeit und einen besseren Teilungskoeffizienten aufweisen.The technical progress achieved by the invention exists first in that the solvents according to the invention over some of the previously used have a greater solubility for the anthraquinones and compared to others so far used have a lower volatility and a better partition coefficient.

Ferner ist ihre Dampfspannung so gering, daß die Oxydation bei gewöhnlicher Temperatur mit Luft an Stelle von reinem Sauerstoff möglich ist, ohne daß dabei eine Wiedergewinnung des Lösungsmittels aus den Gasen erforderlich ist. Schließlich fallen infolge ihres günstigen Teilungskoeffizienten wäßrige Lösungen mit hohen Konzentrationen an Wasserstoffperoxyd an. Beispiel 1 Man löst 110g Äthylanthrachinon in 890g einer Lösungsmittelmischung mit einem Gehalt von 60 Gewichtsprozent Dimethylphthalat und 40% a-Monochlornaphthalin (spezifisches Gewicht der Lösung 1,2), bringt diese Lösung auf 40 bis 50° und rührt sie mit dem Wasserstoff in Anwesenheit von Raney-Nickel, bis 4,9 Normalliter Wasserstoff gebunden sind. Die Lösung wird filtriert, um den Katalysator abzutrennen, und dann durch einen Luftstrom oxydiert. Sobald die Oxydation beendet ist, was der Bindung von 4,9 Normallitern Sauerstoff entspricht, wird die organische, 7,5 g H202 pro kg enthaltende Lösung 10,4 g 20%iger, wäßriger Wasserstoffperoxydlösung behandelt, und man erhält 11,9 g 30%ige Wasserstoffperoxydlösung. Im Laufe dieser Behandlung wird der Gehalt an H2 02 der organsichen Phase von 7,5 auf 6,0 g/kg gebracht. Der Teilungskoeffizient des Wasserstoffperoxyds zwischen der wäßrigen und der organsichen Phase liegt unter diesen Bedingungen in der Größenordnung von 70. Beispiel 2 Man löst 135 g 2-Äthylanthrachinon in 865 g einer Mischung mit einem Gehalt von 50% Dimethylphthalat und 50% Methoxyiiaphthalin (spezifisches Gewicht der Lösung 1,15), bringt diese Mischung auf 40 bis 50° und verrührt sie mit dem Wasserstoff in Gegenwart von Raney-Nickel, bis 5,25 Normalliter Wasserstoff gebunden sind.Furthermore, their vapor tension is so low that oxidation occurs with ordinary Temperature with air instead of pure oxygen is possible without that recovery of the solvent from the gases is required. In the end Due to their favorable partition coefficient, aqueous solutions fall with high Concentrations of hydrogen peroxide. Example 1 110 g of ethyl anthraquinone are dissolved in 890g of a solvent mixture containing 60 percent by weight of dimethyl phthalate and 40% a-monochloronaphthalene (specific weight of the solution 1.2), brings this Solution to 40 to 50 ° and stir it with the hydrogen in the presence of Raney nickel, up to 4.9 normal liters of hydrogen are bound. The solution is filtered to the Separate catalyst, and then oxidized by a stream of air. Once the oxidation has ended, which corresponds to the binding of 4.9 normal liters of oxygen, the organic solution containing 7.5 g of H 2 O 2 per kg of 10.4 g of 20% strength aqueous hydrogen peroxide solution treated, and 11.9 g of 30% strength hydrogen peroxide solution are obtained. In the course of this Treatment brings the H2 02 content of the organic phase from 7.5 to 6.0 g / kg. The partition coefficient of hydrogen peroxide between the aqueous and the organic Phase is of the order of 70 under these conditions. Example 2 Man dissolves 135 g of 2-ethylanthraquinone in 865 g of a mixture with a content of 50% Dimethyl phthalate and 50% methoxyiiaphthalene (specific weight of the solution 1.15), brings this mixture to 40 to 50 ° and stirs it with the hydrogen in the presence from Raney nickel, up to 5.25 normal liters of hydrogen are bonded.

Die Lösung wird zum Abtrennen des Katalysators filtriert und dann durch Luft oxydiert. Die erhaltene organische Lösung enthält 8,0 g H2 02 pro kg.The solution is filtered to separate the catalyst and then oxidized by air. The organic solution obtained contains 8.0 g of H2 02 per kg.

Der Teilungskoeffizient des Wasserstoffperoxyds zwischen dem Wasser und einer solchen Lösung liegt in der Größenordnung von 60. Die Behandlung mit Wasser führt zur Gewinnung einer Lösung, welche mehr als 301/o H2 02 enthält.The partition coefficient of the hydrogen peroxide between the water and such a solution is of the order of 60. Treatment with water leads to the production of a solution which contains more than 301 / o H2 02.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of hydrogen peroxide by reduction and oxidation of an alkylated anthraquinone, characterized in that that one in a solvent mixture containing a naphthalene derivative from the group of chloronaphthalenes or alkoxynaphthalenes.

2. Procedure according to claim 1, characterized in that in a solvent mixture with a content of a naphthalene derivative from the group of chloronaphthalenes or the alkoxynaphthalenes and working on dimethylphthalate.