Позина М.Е. - Перекись водорода и перекисные соединения (1043378), страница 59
Текст из файла (страница 59)
Прн этом необходимо также следить, чтобы концентрация серной кислоты оставалась бы постоянной и равной первоначальной. Вводимый пар — единственный источник тепла. "Вследствие высокого содержания перекиси водорода в уходя-" '. щей смеси паров (в течение большей части десгилляционного ' процесса содержание НЕОЕ в парах составляет более 8 — 104 ), конденсация нх возможна даже в малых колоннах и протекает более просто, чем кондеисацня паров, получаемых при ° дестилляции растворов надсерной кислоты и персульфатов. Расход пара при этом способе также меньше. Пары перекиси водорода конденсируются в виде двух фракций; за один цикл получаются 40 — 60%-ные растворы, Выходы достигают примерно 95%. Выожнй выход обусловлен ' тем, что образующаяся перекись водорода почти моментально удаляется из реторты и практически не успевает соприкасаться с моионадоерной или с надсерной кислотой, а также тем, что получающийся путем кристаллизации персульфат калия отличается получение НЛОИ из теегдого пегсульФАтА ИАлия 243 исключительной чистотой.
Процесс можно вес.п4 прн очень высоких температурах. Растворы, даже содержащие катализаторы. можно без вреда нагревать до 95. На практике применяется вакуум и температуры от 65 до 85'. Исходкая концс4н ранив серной кислоты не имеет значения. Поэтому можно применять и более концентрированную кислоту, например плоти. 1,4. Это тем более важно, что таким образом можно получать перекись водорода любой требуемой концентрации, так как чем больше концентрация применяемой серной кислоты, тем выше и концентрация отгопясмой перекиси водорода.
Так; например, из серной кислоты плоти. 1,4 отгсняется 1046-ная перекись, а из серной кислоты плоти. 1,7 — 254 -ная. Концентрация серной кислоты может колебаться от 1,3 до 1,7. Количество серной кислоты относительно мало. Можно из серной кислоты и соли приготовлять жидкую кашеобразную массу; при этом на 1 кг,серной кислоты в реторту загружают 2 кг и более персульфата калия. Этот процесс можно вести непрерывно. Для этого в реторте устанавливают сепаратор, прн помощи которого из соли извлекают бисульфат калия, в реторту же вводят соответствующие голичества свежего персульфата. Таким образом одним и тем же количеством серной кислоты можно разложить до перекиси водорода произвольные количества персульфата. Поэтому реторты могут быть относительно малых размеров.
Так, например, в регорте на 200 л за 10 час. можно получить 600 нг 25 ~ -ной перекиси водорода. Дестилляция перекиси водорода из персульфата калия и сервой кислоты протекает совершенно гладко, если персульфат смочить разбавленной серной кислотой так, чтобы лишь на поверхвости кристаллической массы образовалась кашица, и затем ~ ропускать над этой массой или через нее водяной пар."" Этот пособ является наиболее удачным решением проблемы выделеввя перекиси водорода и в таком виде применяется в промышленном масштабе.
Так как в процессе образования перекиси водорода внешний обогрев жидкости отсутствует, то дестилляцню чожно производить в керамиковой реторте. Перекись водорода, волученная по способу Питча н Адольфа, отличается исключвтельной чистотой, и растворы НУ04 почти не содержат кислоты в твердого остатка. Веявшим недостатком производства перекиси водорода из ~вердого персульфата калия, приготовленного электролизом ггрввкнслого раствора бисульфата калия,ют являются пглоствточвые выходы по току персульфата калия. По этому шн» обу вгрсульфат, выпавший в электролите, отфильтроиышпот н из- ~ ытку электролита дают стечь.
При этом 10% электролита стаются на кристаллах. В таком виде твердые кристаллы 244 + зеив Яееле7рееил полУчение НЕОВ из твеРдого пеРОУльпвтА калип вводят в горизонтальную трубу, обогреваемую снаружи', паром, Через трубу пропускают водяной пар и пары перекиси водорода отсасывают при помощи вакуум-насоса. Регенерированный би- сульфат снова растворяют и после добавления воды вновь под- вергают электролизу. Способ этот не может конкурировать со способом Питча и Адольфа, так как прн электролизе растворов' бисульфата аммония получаются значительно более высокие вы- ходы по току.
[Получение персульфата аммония электролитическим окисле- нием кислых растворов сульфата аммония с проведением реакции ' осаждения псрсульфата калия во время электролиза было изу-, чено В. П. Ильинским и Л. Ф. Сагайдачным с сотрудниками. « Было показано, что при ЗО' наилучшая плотность тока при работе без диафрагмы /)« = 5 а/смт и Ов = 1 а/смт, В качестве электро- лита применяли раствор сернокислого аммония с 410 г/л соли. (с добавкой 2 г хромпика). Е.
Х. Гельгрен провел эти опыты' в крупном лабораторном и полузаводском масштабах и разрабо- тал конструкцию электролизера и электродной ячейки со свинцо- выми кагодамп и платиновыми анодами. Л. Ф. Сагайдачный н С. Н. Лурье изучили процесс гидро-' лиза псрсулы[Л1та калия с одновременной отгонкой перекис водорода (35%-|к1й). Ими описана опытная установка из котла реактора на 170 и, куда загружали 100 †1 кг персупьфата и 28,5 л 60З«-пой серной кислоты.
Перегонку вели при 10 под давлением 25 жм рт. ст. в струе пара О,3 †,8 ат в течение 2 — 2,5 часов. Вси опсрация длилась 3 — 3,5 часа. Пары подпер гали фракциоиированной конденсации в змеевике, причем в пер вых жс приемниках отбиралось до 80% всей перекиси в вид 35%-ного продукта, Попытки применения ультразвуковой энергии для ускоренн процесса пщролиза персульфата калия практически не привел к положительным результатам.
«в Современная крупная установка для производства 85%-н перекиси водорода из персульфата калия (Бад-Лаугенберг, Герма ния). По данным В[08 Керог!з 599, " ' " этот завод давал в 1944 ' около 9000 т 100%-ной перекиси в год (в виде 85%-ного пр дукта). На заводе бып принят метод электролиза кислого раствор сульфата аммония с осаждением персульфата калия из электр лита и последующим гидролизом персульфата калия н отгонк перекиси водорода. " [Труды ГИПХ, вып. 19 (1934).1 ««[1И у и б.
Л Дпь бес. 62, 3416 (1910).1 *'«[См. также Сйетп. 1пб. М б, 957 (1946).[ УстАнОВкА для ПРОиВВОдстВА 85/„-ной НВОЕ 245 Полупродукт (35%-ная перекись) концентрировался до 85'/, ного продукта последовательно в двух колоннах. В Лаутенберге электролиз осуществлялся в 15 сериях из 44 — 45 соединенных последовательно ванн каждая, причем )тереток электролита велся последовательно через 11 ванн, соединенных в группы (рис. 37), Нагрузка на каждую ванну 5400 а, или 15 а/л, прн напряжении на зажимах каждой ванны около 5,5 в (для серии — 240 в). Каждая керамиковая ванна размером 77ЕР его МЯ Рис.
37. Схема соединения ваип. т — и «м 940 х, 780 к, 875 мм (объем 360 л) состояла из 6 электролитических ячеек, причем в каждой ячейке было по одному ряду из 14 платиновых (проволочных) анодов и по два ряда угольных катодов, обвитых асбестовым шнуром (диафрагма). Кроме того, в каждой ячейке имелось два ряда стеклянных охлаждающих трубок (по 16 штук в ряд). «Катоды имели диаметр 25 — 35 мм и поверхность 55 — 77 см', катодная плотность была 0,046— О,ОЗЗ а/смв.
Что же касается анодов, то прн нагрузке на каждый ряд из них в 900 а и общей поверхности проволок анода 307 †5 см' плотность тсжа на аноде была порядка 1,14 — 2,1 а/сма. Платиновые аноды служили 3 года. Потери платины — около 2 г/т НтОИ Выход по току 85%. Расход воды на охлаждение 2,8 лв на каждую ванну. Подача электролита: по 2500 л/час на серию в 11 ваня или 10 м'/час на серию из '44 — 45 ванн. Те)ипература электролита 35 — 40'.
Состав входящего электролита (в г/л): Ссрпоппслый вммоппй... 330 — 320; Свободная серная кислота . 60 — 70; Сульфат калия...... 40; Персульфат (иои)..... 5 — б. Расход электроэнергии составлял 15 200 квт-ч на электро,чиз и 2240 квг-ч на моторы; расход воды для охлаждении попив 2150 мв/т 100%-ной Н О,. «[В каждой ваппс по 30 катодов и 34 апсдл, общее пплп папи па заводе 650 — 660.! лого Ф С чулд Рис, 38. Установка для гидролиаа. 1 — реторте; 3 — ловушка; 3 — дефлетыатор. 246 получннин НаОа из твврдого пкрсудьолта калия Гидролнз персульфата калия и отгонка перекиси осууце; ствлялись на заводе в Лаутенберге в керамиковых реторта' емкостью в 1,5 ма, связанных с конденсационнымн колоннами диа; метром 1150 мм и общей высотой ° 5 м. С каждой загрузки в 1100 кг персульфата получалось 125 кг 91 7а-ной перекиси.
Пе' регонка велась в ~вакууме (остаточное давление 30 мм рт. ст.) продолжалась 4,5 — 5 час. и требовала до 30 кг/час пара, вводимого в реторту. Таких установок иа заводе было !8. Из колонны, отводилась снизу 35%-ная перекись. Устройство установки по-. нятно из схемы, приведенной на рис.
38. Кислый кубовый остаток от разлсокеиня персульфата в ре-. торте в прежде все~о очищали ог железа, для чего его восстанавливали сернист1еа~ газом и обрабатывали железистосинеро. дистым калием. После отделения берлинской лазури раствор вынаривалн в керамиковой реторте со змеевиком из сплава серебра с золотом (пар 4 ат). Этот раствор после отделения: бисульфата калия содержал 80 г/л сернокислого аммония и 100 г/л сернокислого калия. Кислота была 15 н. * Что же касается 1Н реторту на каа;дые 1100 кт КтхаОе вводили 250 л серной кислоты и.коек 1,131.] Установка днн пнонзнодства 85а/ -ной НяОа 247 фильтрата от персульфата калия, то его очищали от железа только частично (100 м' в месяц). Осадки . берлинской лазури прокаливали и перерабатывали для извлечения из них платины.
Несмотря на регенерацию части платины (до 665 г в месяц), все же наблюдались большие потери ( 2 г/т 100% ной перекиси, а на заводе в Куфштейне даже - 6 г). Концентрирование 35%-ной перекиси до 85%-ного продукта осуществляли, как уже было ука- Рис. 30. Установка (в Бах Лаутенберге) для концентр»ро- ва»ня 35е/а-ной На0е. 1. 3 †колон; Р, 3 — конденеаторыа 3, 3 †ретор. вано, в двух соединенных последовательно колоннах с непрерывной подачей слабой перекиси в количестве 600 — 700 л/час„Из первой колонны выходила 65' -ная перекись, которая во второй колонне укреплялась до 85е .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
