DE2221691B2 - Process for the continuous production of p-benzoquinone - Google Patents
Process for the continuous production of p-benzoquinoneInfo
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Description
3 43 4
von Benzol verunreinigt wird und verworfen werden Nebenprodukts Brenzkatechin verbraucht. Dieser muß. Auch diese beiden Verfahren haben keinen Ein- Effekt in Kombination mit der Abtrennung des schleigang in die Technik gefunden. migen Polymers im Anolytkreislauf verhindert denis contaminated by benzene and discarded catechol by-product is consumed. This got to. These two processes also do not have a one-off effect in combination with the separation of the Schleigang found in technology. migen polymer in the anolyte circuit prevents the
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Aufbau von Nebenproduktverunreinigungen in diesemThe invention is based on the object of a build-up of by-product impurities in this
kontinuierlich arbeitendes Verfahren zur Herstellung 5 Kreislauf. Aus der p-Benzochinon enthaltenden Ben-continuous process for the production 5 cycle. From the p-benzoquinone containing ben-
von p-Benzochinon durch Gleichstrom-Elektrolyse zolphase werden ebenfalls unlösliche Stoffe abgetrennt,insoluble substances are also separated from p-benzoquinone by direct current electrolysis,
einer Dispersion von Benzol in einem wäßrigsaureii Vorzugsweise wird zumindest ein Teil des p-Benzo-a dispersion of benzene in an aqueous acid. Preferably, at least part of the p-benzo
Anolyt in mindestens einer Elektrolyse zu schaffen, chinons durch Umsetzen der Benzolphase mit Hydro-To create anolyte in at least one electrolysis, quinones by reacting the benzene phase with hydro-
bei dem iin Verschmutzen des Anolyts vermieden und chinon in unlösliches Chinhydron überführt, dasin the case of contamination of the anolyte avoided and quinone converted into insoluble quinhydrone, the
unter technisch praktischen Bedingungen gearbeitet io abgetrennt werden kann. Auf diese Weise läßt sich dieworked under technically practical conditions io can be separated. In this way, the
wird. Die Lösung dieser Aufgabe beruht auf dem Konzentration des p-Benzochinons des im Kreislaufwill. The solution to this problem is based on the concentration of the p-benzoquinone in the circuit
Befund, daß die Abtrennung und die Kreislauf- geführten Benzols auf einen Wert unter 1 g/Liter halten,Finding that the separation and the circulated benzene keep at a value below 1 g / liter,
führung der wäßrigen Phase und der Benzolphase des was zu geringeren Verlusten bei der anodischen Oxi-leadership of the aqueous phase and the benzene phase of the resulting in lower losses in the anodic Oxi-
Anolyts durch ein Nebenprodukt gestört wird. Die dation führt. Der vom schleimigen Polymer befreiteAnolyte is disrupted by a by-product. The dation leads. The one freed from slimy polymer
genaue chemische Zusammensetzung dieses Neben- 15 wäßrigsaure Anolyt sowie das Benzol mit verminder-exact chemical composition of this anolyte anolyte as well as the benzene with reduced
produkts ist unbekannt. Es hat jedoch die Eigenschaft tem p-Benzochinongehalt, das ebenfalls von schleimi-product is unknown. However, it has the property of tem p-benzoquinone content, which is also
einer polymeren Verbindung von schLimiger Beschaf- gem Polymer befreit ist, werden vermischt und wiedera polymeric compound is freed from slimy nature of polymer, are mixed and again
fenheit. Wenn man die Zellen im Durchflußbetrieb mit in den Anodenraum zurückgeführt,fineness. If the cells are returned to the anode compartment in flow mode,
ausreichend linearer Geschwindigkeit betreib!, kann Das erfindungsgemäße Verfahren erschöpft sichOperate at a sufficiently linear speed! The method according to the invention is exhausted
dieses Polymer aus den Zellen in den Anolyt oder 20 nicht allein in der Abtrennung von festen Neben-this polymer from the cells into the anolyte or 20 not alone in the separation of solid secondary
sowohl in den Anolyt als auch den Katholyt ver- produkten aus dem Anolyt. Weder die DT-PS 6 14 041in both the anolyte and the catholyte products from the anolyte. Neither the DT-PS 6 14 041
schleppt werden, wenn poröse Diaphragmen benutzt noch die US-PS 22 85 858 noch die DT-AS 11 01 171be dragged if porous diaphragms are used nor the US-PS 22 85 858 nor the DT-AS 11 01 171
werden. Wenn man dieses schleimige Produkt in den geben irgendeinen Hinweis, wie die bei der anodischenwill. If you put this slimy product in the give some hint, like that with the anodic
Benzol- und/oder Anolyt-Kreislaufströmen beläßt, Oxidation von Benzol auftretenden SchwierigkeitenBenzene and / or anolyte circulating streams leaves, oxidation of benzene occurring difficulties
nimmt die Konzentration dieses Produkts so weit zu, as bei einem kontinuierlichen technischen Verfahrenthe concentration of this product increases as much as in a continuous technical process
daß es als Emulgator wirkt. Hierdurch wird eine gelöst werden können, da bisher p-Benzochinon imthat it acts as an emulsifier. This will be able to solve a, since so far p-benzoquinone in
wirksame Trennung der wäßrigen Anolytphase und technischen Maßstab nur kurzzeitig anodisch oxidierteffective separation of the aqueous anolyte phase and industrial scale only briefly anodically oxidized
der Benzolphase praktisch unmöglich. Schließlich werden konnte, vgl. U d u ρ a et al., a. a. O., ins-the benzene phase practically impossible. Finally, see U d u ρ a et al., Op. a. O., ins-
bewirkt das schleimige Produkt auch ein Zurückhalten besondere S. 50.the slimy product also causes retention special p. 50.
der an der Anode gebildeten Gase, was zu Störungen 30 Ein weiteres ungelöstes Problem bei der Herstellungof the gases formed at the anode, causing malfunctions 30 Another unsolved problem in manufacture
bei der Abtrennung des Gases von der Flüssigkeit im von p-Benzochinon ergibt sich aus der Tatsache, daßin the separation of the gas from the liquid in the p-benzoquinone follows from the fact that
Anodenkreislauf führt. Die Erfindung schlägt nun vor, bei der anodischen Oxidation von Benzol zunächstAnode circuit leads. The invention now proposes, first of all, in the anodic oxidation of benzene
das schleimige polymere Matrial möglichst vollständig Phenol gebildet wird, das weiter zu o- und p-Di-the slimy polymeric material is formed as completely as possible phenol, which continues to o- and p-di-
sowohl aus dem im Kreislauf geführten wäßrigen hydroxybenzol oxidiert wird. Das o-Dihydroxybenzolis oxidized from the circulating aqueous hydroxybenzene. The o-dihydroxybenzene
Elektrolyt als auch dem im Kreislauf geführten Benzol 35 ist in diesem Verfahren unerwünscht. Lediglich dasElectrolyte as well as the circulated benzene 35 is undesirable in this process. Just that
abzutrennen. p-Dihydroxybenzol wandelt sich in p-Benzochinon um.to separate. p-Dihydroxybenzene converts to p-benzoquinone.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren o-Dihvdroxybenzol wird unter den Verfahrensbedin-The invention thus provides a process o-Dihvdroxybenzol is under the process conditions
zur kontinuierlichen Herstellung von p-Benzochinon gungen weiter oxidiert.for the continuous production of p-Benzoquinone conditions further oxidized.
durch Gleichstrom-Elektrolyse einer Dispersion von Die im Verfahren der Erfindung verwendeten Benzol in einem wäßrigsauren Anolyt in mindestens 4° Elektrolysezellen können entweder mit porösen Diaeiner Elektrolysezelle, bei der der Kathoden- und phragmen bzw. Membranen, wie Diaphragmen aus Anodenraum durch ein Diaphragma getrennt sind und Filtergewebe, oder mit nichtporösen Diaphragmen, durch den Anodenraum der Anolyt und durch den wie kationischen permselektiven Diaphragmen, aus-Kathodenraum ein Katholyt geleitet wird, Abtrennen gerüstet sein. Poröse Diaphragmen, die den einfachen des p-Benzochinons und schlammartiger und gas- 45 Membranen aus Filtergewebe ähnlich sind, sind beförmiger Nebenprodukte aus dem Anolyt und Rück- trächtlich billiger als die permselektiven Diaphragmen führen des wäßrigsauren Analyts und des nicht und können daher aus Gründen der Kostenersparnis umgesetzten Benzols gegebenenfalls zusammen mit bevorzugt sein. Bei dem Verfahren der Erfindung kann frischem Benzol in den Anodenraum, das dadurch ein Verstopfen der porösen Diaphragmen verhindert gekennzeichnet ist, daß man den Anolyt innerhalb 5° werden. Es konnte weiterhin festgestellt werden, daß des Anodenraums bei einer Temperatur von oberhalb es von Vorteil ist, wenn mit porösen Diaphragmen 20 bis unterhalb 45 0C hält und die Elektrolyse bei einer gearbeitet wird, ohne daß die Sauerstoff enthaltenden Stromdichte von oberhalb 5 A/dm2 durchführt, das aus Abgase von der Anode mit den Wasserstoff entdem Anodenraum kontinuierlich abgezogene Gemisch haltenden Abgasen von der Kathode vermischt von Gasen, der p-Benzochinon enthaltenden Benzol- 55 werden. Bei der Verwendung von porösen Diapragmen phase und der wäßrigsauren Anolytphase trennt, in den Elektrolysezellen kann das Verfahren der unlösliche Stoffe aus den Phasen abtrennt, zumindest Erfindung weiter verbessert werden, indem Feststoffe einen Teil des p-Benzochinons aus der Benzolphase aus dem im Kreislauf geführten Katholyt entfernt in bekannter Weise abtrennt, die wäßrigsaure Anolyt- werden. Auf diese Weise können die polymeren phase mit Benzol verminderten p-Benzochinongehalts 60 schleimigen Stoffe, die durch das poröse Diaphragma vermischt und in den Anodenraum zurückführt. in den Kathodenraum gelangen oder sich im Kathoden-by direct current electrolysis of a dispersion of The benzene used in the process of the invention in an aqueous acidic anolyte in at least 4 ° electrolysis cells can either be with porous Diaeiner electrolysis cell, in which the cathode and phragmen or membranes, such as diaphragms are separated from the anode compartment by a diaphragm and filter fabric, or with non-porous diaphragms, separating the anolyte through the anode compartment and through which a catholyte is passed like cationic permselective diaphragms from the cathode compartment. Porous diaphragms, which are similar to the simple p-benzoquinone and sludge-like and gaseous membranes made from filter fabric, are more formidable by-products from the anolyte and considerably cheaper than the permselective diaphragms carry the aqueous acid analyte and not and can therefore for reasons of the Cost savings reacted benzene may be preferred together with. In the method of the invention, fresh benzene can be fed into the anode compartment, which is characterized by preventing clogging of the porous diaphragms by the fact that the anolyte is within 5 °. It could furthermore be found that the anode space is at a temperature of above advantageous if holding with porous diaphragms 20 to below 45 0 C and the electrolysis is carried out at a without the oxygen-containing current density of above 5 A / dm 2 carries out, the exhaust gases from the cathode containing the mixture continuously withdrawn from the exhaust gases from the anode and the hydrogen entdem anode compartment are mixed with gases containing benzene containing p-benzoquinone. When using porous slide phase and the aqueous acidic anolyte phase separates, in the electrolysis cells, the process of separating insoluble substances from the phases can at least be further improved by solids part of the p-benzoquinone from the benzene phase from the circulating catholyte removed in a known manner, the aqueous acid anolyte are. In this way, the polymeric phase with benzene reduced p-benzoquinone content 60 slimy substances, which are mixed through the porous diaphragm and returned to the anode compartment. get into the cathode compartment or in the cathode
Durch diese Kombination von Maßnahmen, d. h. raum bilden, kontinuierlich entfernt werden, und derThrough this combination of measures, i. H. form space, be continuously removed, and the
durch Arbeiten bei hoher Stromdichte und verhältnis- Katholyt als auch der Anolyt können relativ frei vonby working at high current density and ratio- both the catholyte and the anolyte can be relatively free of
mäßig hoher Temperatur, wird ein Gasgemisch an der Feststoffen gehalten werden.moderately high temperature, a gas mixture will be held by the solids.
Anode entwickelt, das zur Hauptsache aus Kohlen- 65 Da die elektrolytische Oxidation von Benzol starkAnode developed mainly from carbon. 65 Since the electrolytic oxidation of benzene is strong
monoxid und Kohlendioxid entsteht; der an der exotherm verläuft, ist es wünschenswert, die Elektro-monoxide and carbon dioxide are formed; which takes place at the exothermic, it is desirable to
Anode gebildete Sauerstoff wird offensichtlich in über- lysezellen bei Temperaturen zu betreiben, bei denen dieOxygen formed in the anode will obviously operate in over-lysis cells at temperatures at which the
wiegender Menge zur Oxidation des unerwünschten erforderliche Kühlune des Anolvts und/oder Katholvtsweighting amount for the oxidation of the undesired required cooling of the anolvts and / or catholvts
durch Wärmeaustausch noch wirtschaftlich durch- kann, die parallel in Reihe angeordnet sein können, zuführen ist. Es ist daher von Vorteil, daß das erfin- werden kontinuierlich eine p-Benzochinon enthaltende dungsgemäße Verfahren im angegebenen Temperatur- Benzolphase, nämlich der wäßrige Elektrolyt, Gase bereich, z.B. bei Temperaturen von 25 bis 4O0C, und Feststoffe abgezogen. Die Gase bestehen normalerdurchgeführt werden kann. Obgleich diese relativ 5 weise aus Kohlendioxid, Sauerstoff und etwas Kohlenhohen Temperaturen offenbar die Bildung von monoxid. Der Feststoff ist ein schleimartiges Polymer, polymeren Nebenprodukten begünstigen, im Gegensatz das bei der anodischen Oxidation gebildet wird. Die zu einem Betrieb bei niedrigeren Temperaturen, wird Phasen werden voneinander getrennt. Teile der p-Bendurch die anderen Merkmale des Verfahren der zochinon enthaltenden Phase werden mit Benzol mit Erfindung im Zusammenhang mit höheren Tempera- io geringerem p-Benzochinongehalt und wäßrigsaurem türen eine Verunreinigung der Elektrolysezelle, ein Elektrolyt zu einer Dispersion des Anolyts vermischt. Verstopfen der Diaphragmen und ein Unterbrechen Die Diaphragmen, die die Elektrolysezellen in des Verfahrens auf Grund einer Bildung von Fest- Anodenräume und Kathodenräume trennen, können stoffen im Anolyt und Katholyt vermieden. aus nichtporösen Kationenaustauschermembranen be-can still be carried out economically by heat exchange, which can be arranged in parallel in series, is to be supplied. There is continuously withdrawn therefore advantageous that the inventions are a p-benzoquinone-containing-making process according to the specified temperature benzene phase, namely the aqueous electrolyte, gas range, for example, at temperatures of 25 to 4O 0 C, and solids. The gases exist normally can be carried out. Although these are relatively wise from carbon dioxide, oxygen and some carbon-high temperatures apparently the formation of monoxide. The solid is a slimy polymer, favoring polymeric by-products as opposed to that formed during anodic oxidation. In order to operate at lower temperatures, phases will be separated from each other. Portions of the p-benzene through the other features of the process of the zoquinone-containing phase are mixed with benzene with the invention in connection with higher temperature, lower p-benzoquinone content and aqueous acidic do a contamination of the electrolysis cell, an electrolyte to a dispersion of the anolyte. Clogging of the diaphragms and an interruption The diaphragms that separate the electrolysis cells in the process due to the formation of solid anode spaces and cathode spaces can avoid substances in the anolyte and catholyte. from non-porous cation exchange membranes
Das Arbeiten bei relativ hohen Stromdichten im 15 stehen. Wenn der Elektrolyt des Anolyts eine wäßrige
erfindungsgemäßen Verfahren gestattet eine zufrieden- Säure ist — was bevorzugt ist — soll die Ionenausstellende
Produktionsgeschwindigkeit und Produktions- tauschermembran in der Lage sein, Wasserstoff ionen
menge, bezogen auf die Kosten der Elektrolysezelle. zu übertragen. Wenn der Katholyt p-Benzochinon ent-Bei
der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens hält, das an den Kathoden zu Hydrochinon reduziert
der Erfindung wird die Elektrolyse bei einer Strom- ao wird, dann sind nichtporöse Diaphragmen erwünscht,
dichte von 7 bis 20 Ampere/dm2 durchgeführt und der Wie vorstehend angegeben, kann der Katholyt jedoch
Anolyt im Anodenraum bei einer Temperatur von aus einem wäßrigen Elektrolyt bestehen, der im wesent-25
bis 4O0C gehalten. Unter diesen Bedingungen liehen frei ist von p-Benzochinon.
besteht das aus dem Anodenraum austretende Gas- Es können auch poröse Diaphragmen verwendet
gemisch hauptsächlich aus Kohlenmonoxid und as werden. Diese vermindern die im Kreislauf geführte
Kohlendioxid. Die Hauptmenge des an den Anoden Menge an festen Verunreinigungen. Es können gewebte
gebildeten Sauerstoffs wird zur Oxidation des als Filtertücher verwendet werden, jedoch sind auch andere
Nebenprodukt gebildeten Brenzkatechins verwendet; Arten poröser Diaphragmen für das Verfahren der
vgl. Fr. F i c h t e r, J. Soc. Chem. Ind., Bd. 48 (1929), Erfindung geeignet.Working at relatively high current densities in the 15 stand. If the electrolyte of the anolyte allows an aqueous process according to the invention to have a satisfactory acidity - which is preferred - the ion-exhibiting production rate and production exchange membrane should be able to generate hydrogen ions, based on the cost of the electrolytic cell. transferred to. If the catholyte holds p-benzoquinone, then non-porous diaphragms with a density of 7 to 20 amperes / dm 2 are desirable However performed, and the As indicated above, the catholyte may be composed anolyte in the anode compartment at a temperature of from an aqueous electrolyte retained in the Wesent-25 to 4O 0 C. Under these conditions borrowed is free of p-benzoquinone.
consists of the gas escaping from the anode compartment. Porous diaphragms can also be used, a mixture mainly of carbon monoxide and as. These reduce the carbon dioxide carried in the cycle. The main amount of solid impurities on the anodes. Woven oxygen formed is used to oxidize the pyrocatechol formed as a filter cloth, but other byproducts are also used; Types of porous diaphragms for the process of see Fr. F ichter, J. Soc. Chem. Ind., Vol. 48 (1929), invention suitable.
S. 325 bis 329. Die verunreinigenden Nebenprodukte 30 In dem in F i g. 1 dargestellten Fließschema wirdPp. 325 to 329. The Contaminant By-products 30 In the process shown in FIG. 1 shown flow sheet
werden im Anodenraum kontinuierlich zu gasförmigen in vereinfachter Form der Querschnitt einer Elektro-are continuously transformed into gaseous in the anode compartment in a simplified form the cross-section of an electrical
Verbindungen oxidiert. Gleichzeitig werden die Fest- lysezelle 10 gezeigt. Diese enthält normalerweiseCompounds oxidized. The lysis cells 10 are shown at the same time. This usually includes
stoffe aus dem im Kreislauf geführten Anolyt entfernt. mehrere Zellen, die parallel angeordnet, jedochsubstances are removed from the circulating anolyte. several cells arranged in parallel, however
Bei einem kontinuierlichen stetigen Betrieb beträgt der elektrisch in Reihe geschaltet sind. Die Zellen könnenIn the case of continuous, steady operation, the amounts that are electrically connected in series. The cells can
Sauerstoffgehalt der aus dem Anodenraum austreten- 35 sandwichartig aufgebaut sein, wobei jede Platte mitOxygen content that emerges from the anode compartment can be constructed in a sandwich-like manner, each plate with
den Gase normalerweise unter 25 Volumprozent und Ausnahme der Endplatte einen Anodenraum an derthe gases normally below 25 percent by volume and with the exception of the end plate an anode compartment on the
kann unter 10 Volumprozent gehalten werden. einen Seite und einen Kathodenraum auf der anderencan be kept below 10 percent by volume. one side and a cathode compartment on the other
Nachstehend wird das Verfahren der Erfindung an Seite aufweist. Dabei wird eine bipolare elektrischeIn the following, the method of the invention is presented side by side. This is a bipolar electrical
Hand der Zeichnungen erläutert. Schaltung verwendet. Die Anoden- und Kathoden-Hand of the drawings explained. Circuit used. The anode and cathode
F i g. 1 zeigt ein Fließschema einer bevorzugten 40 räume werden durch ein darwischen befindlichesF i g. Fig. 1 shows a flow diagram of a preferred 40 rooms being interposed by one
Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung; permselektives Diaphragma getrennt Werden poröseEmbodiment of the method of the invention; permselective diaphragm separated be porous
F i g. 2 zeigt perspektivisch und in auseinander- Diaphragmen, wie plattenförmige Diaphragmen, vergenommener Darstellung eine Elektrolysezelleneinheit, wendet, dann können diese in der gleichen Weise die im Verfahren der Erfindung verwendet werden angeordnet werden. Beispielsweise können Filterkann; 45 matten aus Glasfasern als poröse Diaphragmen benutztF i g. 2 shows diaphragms, such as plate-shaped diaphragms, taken in perspective and apart Representation of an electrolytic cell unit, then you can do this in the same way used in the method of the invention. For example, filters can; 45 fiberglass mats used as porous diaphragms
F i g. 3 zeigt ein Teil-Fließschema einer Ausführung werden,F i g. 3 shows a partial flow diagram of an embodiment,
des Anolytkreislaufs; Der Anodenraum der Elektrolysezelle 10 ist durchof the anolyte circuit; The anode compartment of the electrolytic cell 10 is through
F i g. 4 zeigt ein Teil-Fließschema einer Ausführung eine Leitung 11 mit einem länglichen Behälter 12F i g. 4 shows a partial flow diagram of an embodiment of a conduit 11 with an elongated container 12
der Elektrolysezelle und des Katholytkreislaufs; verbunden. Der Behälter 12 dient als Vorratsbehälterthe electrolytic cell and the catholyte circuit; tied together. The container 12 serves as a storage container
F i g. 5 zeigt ein Teil-Fließschema einer Ausführung 50 für die flüssigen Phasen und als ein Gas-Flüssigkeits-F i g. 5 shows a partial flow diagram of an embodiment 50 for the liquid phases and as a gas-liquid
des Anolytkreislaufs. und Flüssigkeits-Flüssigkeits-Abscheider. Die Gas-of the anolyte cycle. and liquid-liquid separators. The gas
Im Verfahren der Erfindung wird vorzugsweise ein phase, die normalerweise ein Gemisch von Kohlen-In the method of the invention is preferably a phase which is normally a mixture of carbon
stromübertragendes Diaphragma verwendet, um den dioxid, Kohlenmonoxid und Sauerstoff ist, sammeltPower-transmitting diaphragm used to collect the dioxide, carbon monoxide and oxygen that is
Anodenraum und den Kathodenraum der Elektrolyse- sich im oberen Teil des Behälters, von dem sie abge-The anode compartment and the cathode compartment of the electrolysis are located in the upper part of the container from which they are
zelle zu trennen. Dieses Diaphragma kann eine perm- 55 zogen werden kann. Die Gase können durch einencell to separate. This diaphragm can be perm- 55 pulled. The gases can through a
selektive kationische Austauschermembran oder ein Kondensator oder eine Flüssigkeitsfalle geleitet werden,selective cationic exchange membrane or a condenser or a liquid trap are passed,
poröses Diaphragma sein. um verdampftes oder mitgerissenes Benzol zu ent-be porous diaphragm. to remove vaporized or entrained benzene
Bei der Durchführung des Verfahrens der Erfindung fernen. Im Behälter 12 trennen sich die flüssigenFar removed in performing the method of the invention. The liquids separate in the container 12
wird das zu oxidierende Benzol mit einem wäßrigen Phasen durch Absitzen. Die p-Benzochinon enthaltendethe benzene to be oxidized becomes with an aqueous phase by settling. The p-benzoquinone containing
Elektrolyten in eine Dispersion überführt, die den 60 Benzolphase befindet sich oberhalb des wäßrigenElectrolytes converted into a dispersion, which is the 60 benzene phase above the aqueous
Anolyt darstellt Ein separater wäßriger Elektrolyt, Elektrolyts. Der wäßrige Elektrolyt kann beispielsweiseAnolyte represents a separate aqueous electrolyte, electrolyte. The aqueous electrolyte can, for example
der den Katholyt darstellt, wird kontinuierlich durch verdünnte wäßrige Schwefelsäure sein,which represents the catholyte, will be continuously through dilute aqueous sulfuric acid,
den Kathodenraum geleitet. Sowohl der Anolyt als In der Ausführungsform nach F i g. 1 werden diepassed the cathode compartment. Both the anolyte and in the embodiment according to FIG. 1 will be the
auch der Katholyt kann ein wäßriger, saurer Elektrolyt polymeren Stoffe und andere unlösliche Stoffe, die inAlso the catholyte can be an aqueous, acidic electrolyte, polymeric substances and other insoluble substances which are in
sein, und beide können aus dem gleichen sauren 65 dem Anodenraum erzeugt werden, mit den Flüssig-and both can be produced from the same acidic 65 the anode compartment, with the liquid
Elektrolyten bestehen. keits- und Gasphasen in den Behälter 12 transportiert.Electrolytes. speed and gas phases transported into the container 12.
Aus dem Anodenraum der Elektrolysezelle, die aus Die Feststoffe neigen dazu, der Benzolphase zu folgen,From the anode compartment of the electrolytic cell, which consists of The solids tend to follow the benzene phase,
mehreren Anoden- und Kathodenräumen bestehen sie sind jedoch auch in der wäßrigen Phase vorhanden.There are several anode and cathode compartments, but they are also present in the aqueous phase.
Sowohl die p-Benzochinon enthaltende Benzolphase, genmesser und Regler kann das Phasenverhältnis und
die im Behälter 12 abgetrennt wird, als auch die das Transferverhältnis selektiv variiert und bei
wäßrige Phase sind daher durch schleimige unlösliche vorbestimmten Werten gehalten werden.
Verbindungen verunreinigt. Ein Teil dieser Verbin- Der Strom T, der durch das Ventil 20 geht, überführt
düngen kann sich an der Grenzfläche zwischen der 5 die abgezogene Benzolphase zu einer Vorrichtung,
Benzolphase und der wäßrigen Phase ansammeln. in der das p-Benzochinon entfernt und das Benzol
Die polymeren festen Verbindungen können an der für eine weitere Verwendung im Elektrolyseverfahren
Grenzfläche besser angesammelt werden, wenn ober- wiedergewonnen wird. Diese Vorrichtung ist in
flächenaktive Verbindungen zugesetzt werden, um die F i g. 1 nur allgemein angegeben. Je nachdem, welches
unlöslichen Verbindungen weniger benetzbar oder io Verfahren zur Abtrennung des p-Benzochinons angebefeuchtbar
durch das Benzol zu machen oder ihre wendet worden ist, kann das zurückgeführte Benzol
Abtrennung von der wäßrigen Phase zu fördern. noch etwas p-Benzochinon enthalten. Auf jeden Fall
Teile der sauren Elektrolytphase, die sich im unteren ist die Menge des p-Benzochinons wesentlich niedriger
Teil des Behälters 12 ansammeln, können kontinuier- als die Menge, die in der Benzolphase aus der Elektrolich
mittels einer Pumpe 14 durch einen Wärme- 15 lysezelle 10 enthalten ist. Das Benzol kann beispielsaustauscher
13 geleitet werden, um die Temperatur weise abdestilliert werden, wobei das feste p-Benzodurch
Kühlung zu steuern. Die Menge des Elektrolyts chinon zurückbleibt, kondensiert und dann zurückwird
durch das Ventil 15 eingestellt. Die Pumpe 14 geführt wird. Frisches Benzol kann dann eventuell
führt ebenfalls Teile des Elektrolytstroms A durch dem Strom B zum Ergänzen zugeleitet werdas
Filter 17 zu dem Phasenmischer 18. Das Filter 17 20 den.Both the p-benzoquinone-containing benzene phase, gene meter and regulator, the phase ratio and which is separated in the container 12, as well as the transfer ratio can be selectively varied and in the aqueous phase are therefore maintained by slimy insoluble predetermined values.
Connections contaminated. A part of this connection- The stream T, which goes through the valve 20, transferred to fertilizer can accumulate at the interface between the benzene phase withdrawn to a device, benzene phase and the aqueous phase. in which the p-benzoquinone is removed and the benzene The polymeric solid compounds can be better accumulated at the interface for further use in the electrolysis process if it is recovered. This device is added in surface-active compounds to the F i g. 1 only indicated in general. Depending on which insoluble compound has been used to make the p-benzoquinone less wettable or less wettable by the benzene, the recycled benzene can promote separation from the aqueous phase. still contain some p-benzoquinone. In any case, parts of the acidic electrolyte phase that accumulate in the lower part of the container 12 is the amount of p-benzoquinone, which is much lower than the amount that accumulates in the benzene phase from the electrolyte by means of a pump 14 through a heating 15 lysis cell 10 is included. The benzene can be passed to example exchanger 13 to be distilled off the temperature wise, the solid p-benzo being controlled by cooling. The amount of the electrolyte quinone left, condensed and then returned is adjusted by valve 15. The pump 14 is guided. Fresh benzene can then possibly also lead parts of the electrolyte flow A through the flow B to supplement the filter 17 to the phase mixer 18. The filter 17 20 den.
entfernt die polymeren Verbindungen und andere Der wäßrige Katholyt vom Kathodenraum derremoves the polymeric compounds and other The aqueous catholyte from the cathode compartment of the
Feststoffe, so daß der Strom A, der dem Mischer 18 Elektrolysezelle 10 wird in einen länglichen Behälter 24Solids, so that the current A, which the mixer 18 electrolytic cell 10 is in an elongated container 24
zugeführt wird, im wesentlichen frei ist von Fest- überführt, der als Vorratsbehälter und als Flüssigkeit-is supplied, is essentially free of solid transferred, which is used as a storage container and as a liquid
,, stoffen. Das Filter 17 kann auch in den Kühlkreis für Gas-Abscheider dient. Der Elektrolyt, der beispiels-,, fabrics. The filter 17 can also be used in the cooling circuit for gas separators. The electrolyte, which is
, Γ, die wäßrige Elektrolytphase, wie in F i g. 5 gezeigt, 35 weise aus verdünnter wäßriger Schwefelsäure besteht,, Γ, the aqueous electrolyte phase, as in FIG. 5 shown, 35 consists of dilute aqueous sulfuric acid,
: , angeordnet werden. Frischwasser kann dem Strom Λ trennt sich von den an der Kathode entstehenden: , to be ordered. Fresh water can flow Λ separates itself from the water generated at the cathode
,!", zugeführt werden, um das in der Elektrolysezelle 10 gasförmigen Verbindungen, die hauptsächlich aus,! ", are supplied to the gaseous compounds in the electrolytic cell 10, which mainly consist of
.":„,' verbrauchte Wasser zu ersetzen. Wasserstoff bestehen. Der Wasserstoff kann aus dem. ":", 'To replace used water. Hydrogen exist. The hydrogen can consist of the
Die p-Benzochinon enthaltende Benzolphase wird oberen Teil des Behälters 24 als Abgas entfernt werden.The benzene phase containing p-benzoquinone will be removed from the top of the container 24 as exhaust gas.
vi-tj aus dem Behälter 12 von einer Stelle oberhalb der 30 Der wäßrige Elektrolyt wird vom unteren Teil des v i- t j from the container 12 from a point above the 30 The aqueous electrolyte is from the lower part of the
'.[,_ Benzol-Wasser-Grenzfläche mittels einer Pumpe 19 Behälters 24 mittels einer Pumpe 25 abgezogen und '. [, _ Benzene-water interface withdrawn by means of a pump 19 container 24 by means of a pump 25 and
,,! e abgezogen. Wenn die schleimartige feste Verbindung zur Kühlung durch den Wärmeaustauscher 26 geführt.,,! e deducted. When the slimy solid connection is passed through the heat exchanger 26 for cooling.
,",c!i nicht vollständig aus der Benzolphase durch Absitzen Die Pumpe 25 führt den Katholyten in die Elektrolyse-, ", c! i not completely out of the benzene phase by settling. The pump 25 leads the catholyte into the electrolysis
„cn oder durch ein anderes Verfahren, das mit dem zelle 10, wobei der Strom in den Kühl-und Zellen-" Cn or by another method that works with the cell 10, whereby the current in the cooling and cell
nijt Behälter 12 zusammenhängt, entfernt worden ist, dann 35 kreisläufen durch die Ventile 27 und 28 gesteuert wird. ni j t container 12 has been removed, then 35 circuits through the valves 27 and 28 is controlled.
j^.r werden Teile der Benzol enthaltenden Phase direkt in Frische Elektrolytlösung kann, falls erforderlich, demj ^. r parts of the benzene-containing phase can be poured directly into fresh electrolyte solution, if necessary
^n die Elektrolysezelle 10 durch ein Filter 22 geleitet. Behälter 24 oder an irgendeiner anderen Stelle des^ n the electrolytic cell 10 passed through a filter 22. Container 24 or any other location on the
^j1P Andere Anteile des p-Benzochinon enthaltenden Kreislaufes zugeführt werden.^ j 1 P Other parts of the circuit containing p-benzoquinone are fed.
.'., Benzols aus dem Behälter 12 können durch die In F i g. 2 ist schematisch eine einzelne Zelle. '., Benzene from the container 12 can by the In Fig. 2 is schematically a single cell
, Pumpe 19 in eine p-Benzochinonentfernungsvorrich- 40 dargestellt, die für das Verfahren der Erfindung ver-, Pump 19 in a p-benzoquinone removal device 40 shown, which is used for the method of the invention
tung 23 geführt werden. Die relativen Mengen des wendet werden kann. Die sandwichartig aufgebautedevice 23 are performed. The relative amounts of the turns can be made. The sandwich-like
direkten Kreislaufstroms B und des Stroms T, der Zelle besteht aus der Anodenplatte 100 und derdirect circulating flow B and the flow T, the cell consists of the anode plate 100 and the
zur Entfernung des p-Benzochinons dient, werden Kathodenplatte 101. Zwischen der Anodenplatte 100cathode plate 101 is used to remove the p-benzoquinone. Between the anode plate 100
durch die Ventile 20 und 21 eingestellt. Der Strom B und der Kathodenplatte 101 befinden sich der Katho-adjusted by valves 20 and 21. The stream B and the cathode plate 101 are the cathode
','].. wird im Filter 22 filtriert, um irgendwelche polymeren 45 denabstandshalter 102 und der Anodenabstandshalter', '] .. is filtered in filter 22 to remove any polymeric 45 denar spacer 102 and the anode spacer
Verbindungen oder andere Feststoffe zu entfernen, 103. Die Abstandshalter 102 und 103 bilden dieTo remove compounds or other solids, 103. The spacers 102 and 103 form the
rc>i so daß die Benzolphase, die zur Elektrolysezelle 10 Kathoden- und Anodenräume, die durch das Dia- rc> i so that the benzene phase, which leads to the electrolysis cell 10 cathode and anode spaces, which are
. ρ zurückgeleitet wird, im wesentlichen frei ist von phragma 104 getrennt sind. Der Anodenraum besitzt. ρ is returned, is essentially free is separated by phragma 104. The anode compartment has
Ι·,,,* Feststoffen. Der Strom T kann ebenfalls filtriert vorzugsweise die Form eines gewundenen Durch-Ι · ,,, * solids. The stream T can also be filtered, preferably in the form of a winding passage
,,;,;. werden, wenn er zu der p-Benzochinonentfernungs- 50 gangs. Der Abstandshalter 103 kann beispielsweise,,;,;. when he goes to the p-benzoquinone removal 50. The spacer 103 can, for example
-,, vorrichtung geführt wird, oder eine Behandlung zur Trenn- bzw. Scheidewände 105 und 106 besitzen, die- ,, device is performed, or a treatment for partitions or partitions 105 and 106 have the
.:,,,, Entfernung von Feststoffen kann in diese Stufe einge- die Anode in eine Reihe miteinander verbundener.: ,,,, Removal of solids can be included in this stage- the anode in a series of interconnected
,."; schaltet werden. Nach Entfernung des größten Teils Räume oder Kanäle aufteilt, wobei das eine Ende der,. "; are switched. After removing the largest part of the rooms or channels, divides one end of the
,. des p-Benzochinons wird der Benzolstrom T in den Trennwand 105 mit Querflußdurchgängen 107 und das,. of the p-benzoquinone, the benzene stream T in the partition wall 105 with cross flow passages 107 and the
7_, Behälter 12 zurückgeführt und verdünnt das aus der 55 andere Ende der Trennwand 106 mit entsprechenden7_, container 12 is returned and thins from the 55 other end of the partition 106 with corresponding
-.'.'" Elektrolysezelle 10 kommende p-Benzochinon ent- Quernußdurchgängen 108 versehen ist Der Anolyt-. '.' "Electrolysis cell 10 coming p-benzoquinone ent- transverse nut passages 108 is provided The anolyte
haltende Benzol. Die Benzolphase (Strom B) und kann dann durch eine Einlaßleitung 109 im Aufwärts-holding benzene. The benzene phase (stream B) and can then through an inlet line 109 in the upward
die wäßrige Elektrolytphase (Strom A) werden unter strom in einem Leit- bzw. Stauteil 110, der Strömungs-the aqueous electrolyte phase (stream A) are under current in a guide or dam part 110, the flow
dem Pumpendruck im Einspeisungsende der Phasen- schnitte 111 besitzt, eingeführt werden, und fließt durchthe pump pressure in the feed end of the phase cuts 111 is introduced, and flows through
misch- und Dispergiervorrichtung 18 vermischt und 60 den ersten Teilabschnitte. Der Anolyt wird dann durchmixing and dispersing device 18 mixed and 60 the first subsections. The anolyte is then through
dispergiert, und der entstandene Anolyt wird wieder die Querflußdurchgänge 107 in den Teilabschnitt B dispersed, and the resulting anolyte is the cross flow passages 107 in the section B again
in den Anodenraum der Elektrolysezelle 10 geführt. geführt und anschließend durch die Querflußdurch-led into the anode compartment of the electrolytic cell 10. and then through the cross-flow
; Für das gezeigte System kann das Phasenverhältnis des gänge 108 in den Teilabschnitt C. Nach Durch-; For the system shown, the phase relationship of the passage 108 can be in the sub-section C. After passage
Anolyts ausgedrückt werden als das Volumen des queuing des Teilabschnitts C fließt der Anolyt durchAnolyte can be expressed as the volume of queuing of subsection C the anolyte flows through
Stroms A geteilt durch das Volumen des Stroms B, 65 die Ausschnitte 111 eines Leit- bzw. Stauteils 110 itStream A divided by the volume of stream B, 65 the cutouts 111 of a guide or dam part 110 it
während das Transferverhältnis das Volumen des die Auslaßleitung 112. Die Benzol-Elektrolyt-Disper-while the transfer ratio is the volume of the outlet line 112. The benzene electrolyte dispersion
Stroms T geteilt durch das Volumen des Stroms B ist. sion befindet sich kontinuierlich in Kontakt mit denStream T divided by the volume of stream B. sion is continuously in contact with the
Durch geeignete Steuerventile, Strömungs- und Men- aktiven Oberflächen der Anode 100, wodurch dieThrough suitable control valves, flow and men- active surfaces of the anode 100, whereby the
! 509521/40C! 509521 / 40C
9 109 10
anodische Oxidation des Benzols zu p-Benzochinon In F i g. 4 ist die Elektrolysezelle 10' bezeichnet, da
verursacht wird. die Zelle ein poröses Diaphragma verwendet. Mit Um die Herstellung zu erleichtern und eine maximale dieser Zellenkonstruktion werden die Feststoffe vorUnterstützung
für das Diaphragma 104 zu liefern, zugsweise aus der wäßrigen Katholytphase außerhalb
besitzt der Kathodenabstandshalter 102 die gleiche 5 der Elektrolysezelle entfernt. Beispielsweise kann ein
Form wie der Anodenabstandshalter 103, d. h., er Filter 29 in der Kreislaufleitung stromabwärts von der
besitzt die gleichen Trennwände, Querflußdurchgänge Pumpe 25 und oberhalb der Leitungsverzweigung zu
und Gleit- bzw. Stauteile, und der Abwärtsstrom und den Ventilen 27 und 28 angeordnet werden. Das
der Aufwärtsstrom an den Einlassen und Auslässen Filter 29 kann auch allein in den Kühlungskreislauf
ist in gleicher Weise angeordnet. Der Katholyt kann io durch den Wärmeaustauscher 26 angeordnet werden,
durch eine Einlaßleitung 113 in die Zelle hinein- und so beispielsweise zwischen dem Ventil 27 und dem
durch eine Auslaßleitung 114 aus der der Zelle heraus- Wärmeaustauscher 26. Das Filter kann auch in dem
treten. Anolytkreislauf angeordnet werden, und zwar bei-In F i g. 3 ist eine modifizierte Ausführungsform spielsweise in der Leitung zwischen dem Ventil 28 und
des Anolytkreislaufs nach F i g. 1 dargestellt. Die 15 der Elektrolysezelle 10'. Das Filter 29 kann dann in
gleichen Bestandteile des Kreislaufs sind mit den wirksamer Weise kontinuierlich die festen in dem
gleichen Bezugsziffern versehen. Die wäßrige Elektro- Katholyt gebildeten Nebenprodukte entfernen oder
lytphase im Behälter 12' zirkuliert in der gleichen Weise die Nebenprodukte, die durch das poröse Diaphragma
wie in der Ausführungsform nach F i g. 1. Die Ab- der Zelle durchgeführt worden sind,
änderung liegt in der Kreislaufführung der p-Benzo- 20 In F i g. 5 ist die abgeänderte Ausführungsform
chinon enthaltenden Benzolphase, die aus dem Be- des Anolytkreislaufs dargestellt. Um den Wärmehälter
12' durch die Pumpe 19' entfernt wird und austauscher nicht durch die polymeren festen Stoffe
durch ein Filter 22' durchgeht, in welchem die Fest- zu verunreinigen, kann ein Filter in den Kühlungskreisstoffe
entfernt werden. Die gesamte geklärte und lauf des Wärmeaustauschers stromaufwärts vom
gereinigte Benzolphase wird in die p-Benzochinon- 25 Wärmeaustauscher 13 angeordnet werden. So kann
ent^ernungsvorrichtung 23' überführt. Nachdem min- beispielsweise ein Filter 17' in die Einspeisungsleitung
: destens der größte Teil des p-Benzochinons entfernt zu dem Wärmeaustauscher zwischen dem Ventil 15
worden ist, wird das Benzol mit dem wesentlich und dem Wärmeaustauscher 13 angebracht werden.
\ verminderten p-Benzochinongehalt mittels einer hier Bei dieser Anordnung kann das in F i g. 1 dargestellte
: nicht dargestellten Pumpe durch das Ventil 21' zu 30 Filter 17 zwischen dem Ventil 16 und der Phasen-
\ der Mischvorrichtung 18' geführt. Wie aus der mischvorrichtung 18 weggelassen oder verwendet
F i g. 3 zu ersehen ist, vermischt sich das zurück- werden.anodic oxidation of benzene to p-benzoquinone in FIG. 4, the electrolytic cell 10 ' is designated because it is caused. the cell uses a porous diaphragm. In order to facilitate manufacture and to provide a maximum of this cell construction, the solids are removed before support for the diaphragm 104 , preferably from the aqueous catholyte phase outside, the cathode spacer 102 has the same 5 as the electrolytic cell. For example, a shape like the anode spacer 103, that is, the filter 29 in the circuit line downstream of the has the same partitions, cross flow passages pump 25 and above the line branching to and sliding or dams, and the downflow and valves 27 and 28 can be arranged will. The upward flow at the inlets and outlets filter 29 can also enter the cooling circuit alone is arranged in the same way. The catholyte can be placed through the heat exchanger 26, through an inlet line 113 into the cell and so for example between the valve 27 and the heat exchanger 26 through an outlet line 114 out of the cell. The filter can also pass into the cell. Anolyte circuit are arranged, namely at-In F i g. 3 is a modified embodiment, for example in the line between the valve 28 and the anolyte circuit according to FIG. 1 shown. The 15 of the electrolytic cell 10 '. The filter 29 can then in the same components of the circuit are effectively continuously provided with the fixed ones in the same reference numerals. The aqueous electrolytic catholyte by-products formed remove or lytphase in the container 12 ' circulates in the same way the by-products that are passed through the porous diaphragm as in the embodiment according to FIG. 1. The ab- the cell have been carried out
The change lies in the circulation of the p-benzo 20 in FIG. 5 is the modified embodiment of the quinone-containing benzene phase, which is shown from the Be of the anolyte circuit. In order to remove the heat container 12 ' by the pump 19' and prevent the exchanger from passing through the polymeric solids through a filter 22 ' in which the solids are contaminated, a filter can be removed in the cooling circuit materials. The entire clarified and run of the heat exchanger upstream of the purified benzene phase will be placed in the p-benzoquinone 25 heat exchanger 13 . Removal device 23 ' can thus be transferred. After min- example, a filter 17 in the feed line ': least the majority of the p-benzoquinone has been removed to the heat exchanger between the valve 15, the benzene is to be attached with the essential and the heat exchanger. 13 \ reduced p-benzoquinone content by means of a. In this arrangement, the in FIG. 1 shown: Pump, not shown, passed through the valve 21 ' to 30 filter 17 between the valve 16 and the phase \ of the mixing device 18'. As omitted from mixer 18 or used in FIG. 3 can be seen, the regression is mixed up.
geführte Benzol, das aus dem Strom B besteht, mit der Im erfindungsgemäßen Verfahren werden die Elek-guided benzene, which consists of the stream B , with the In the process according to the invention, the elec-
■I im Kreislauf geführten wäßrigen Phase, die aus dem trolysezellen im Temperaturbereich von oberhalb 20■ I circulated aqueous phase, which from the trolyse cells in the temperature range of above 20
Strom A besteht, in der Einspeiseleitung zu der Misch- 35 bis unterhalb 45° C betrieben. Dies bedeutet, daß der imCurrent A exists, operated in the feed line to the mixing 35 to below 45 ° C. This means that the im
| vorrichtung 18'. Das Phasenverhältnis des Anolyten Kreislauf geführte Anolyt und vorzugsweise auch der| device 18 '. The phase ratio of the anolyte circulated anolyte and preferably also the
ist daher das Volumen des Stroms A geteilt durch das im Kreislauf geführte Katholyt in diesem Temperatur-is therefore the volume of current A divided by the circulating catholyte in this temperature
Volumen des Stroms B. Das Transferverhältnis beträgt bereich durch eine kontrollierte WärmeabführungVolume of the stream B. The transfer ratio is range through controlled heat dissipation
.; 100 Prozent, wobei der Strom T aus der gesamten durch Wärmeaustauscher, wie beispielsweise dem.; 100 percent, with the stream T coming from the total through heat exchangers such as the
Benzolphase aus der Elektrolysezelle 10 besteht. 40 Wärmeaustauscher 13 im Anolytkreislauf und/oderBenzene phase from the electrolytic cell 10 consists. 40 heat exchanger 13 in the anolyte circuit and / or
Diese Anordnung hat den Vorteil, daß sehr wenig dem Wärmeaustauscher 26 im Katholytkreislauf ge-This arrangement has the advantage that very little is left to the heat exchanger 26 in the catholyte circuit.
p-Benzochinon im Kreislauf geführt wird, das in einem halten werden. Ein vorteilhafter Betriebsbereich fürp-Benzoquinone is circulated that will hold in one. A beneficial operating area for
vorhergehenden Durchgang durch die Elektrolyse- die Zellen bezüglich der darin enthaltenen flüssigenprevious passage through the electrolysis- the cells with respect to the liquid contained therein
zelle 10 gebildet wird. In den Fällen, in denen die Phasen, wie dem Anolyt und dem Katholyt, liegt beicell 10 is formed. In those cases where the phases, such as the anolyte and the catholyte, is enclosed
?. p-Benzochinonentfernung eine Ausfällung aus dem 45 25 bis 400C.?. p-Benzoquinone removal a precipitate from the 45 25 to 40 0 C.
Benzol einschließt, beispielsweise durch Umsetzen mit Das Verfahren der Erfindung wird vorzugsweise beiIncludes benzene, for example by reacting with The method of the invention is preferably used in
Hydrochinon unter Bildung von Chinhydron, kann Zellen-Stromdichten oberhalb von 5 Ampere/dm2 Hydroquinone with the formation of quinhydrone, cell current densities can exceed 5 amperes / dm 2
die Konzentration des p-Benzochinons in dem im durchgeführt. Vorzugsweise werden Stromdichten vonthe concentration of p-benzoquinone in the im carried out. Current densities of
Kreislauf geführten Benzol (Strom B) unter 1 Gramm 7 bis 20 Ampere/dm2 verwendet. Die praktische obereRecycled benzene (stream B) below 1 gram 7 to 20 amps / dm 2 is used. The practical upper one
-; je Liter gehalten werden, während die Konzentration 50 Grenze der Stromdichte ist nicht bestimmt worden.-; per liter, while the concentration 50 limit of the current density has not been determined.
des p-Benzochinons in der Benzolphase nach dem Anscheinend können Stromdichten bis zu 30 Ampere/of the p-benzoquinone in the benzene phase apparently current densities up to 30 amps /
κ Durchgang durch die Elektrolysezelle 10 normaler- dm2 und höher verwendet werden.κ passage through the electrolytic cell 10 normal dm 2 and higher can be used.
weise mindestens das Doppelte beträgt, d. h. 2 Gramm Bei den bevorzugten Ausführungsformen des Ver- oder mehr p-Benzochinon je Liter Benzol. Um diese fahrens der Erfindung, bei denen die vorstehend größere Erhöhung der p-Benzochinonkonzentration 55 angegebenen technischen Merkmale in Kombination in einem einzigen Durchgang durch die Elektrolyse- verwendet werden, kann die Zusammensetzung der zelle 10 zu erreichen, kann die Länge des Strömungs- im Anodenraum gebildeten Gase so eingestellt werden, durchganges durch die einzelnen Zellen erhöht werden, daß sie hauptsächlich aus Kohlenmonoxid und oder die einzelnen Zellen können so angeordnet Kohlendioxid und geringen Mengen Sauerstoff bewerden, daß eine Strömung in Reihe erreicht wird. 60 stehen. Beispielsweise kann der Sauerstoffgehalt unter Dies ist dann insbesondere erforderlich, wenn in der 25 Volumprozent, vorzugsweise unter 10 Volumpro-Isolierungsstufe im wesentlichen das gesamte p-Benzo- zent, gehalten werden. Auf diese Weise können zusätzchinon aus dem Benzol gewonnen wird, wie beispiels- liehe Nebenproduktverunreinigungen kontinuierlich weise, wenn das Benzol durch Destillation abgetrennt aus dem Anolyt entfernt werden, wobei dieVerunreiniwird. 65 gungen kontinuierlich zu Kohlendioxid und Kohlen-wise is at least twice that, ie 2 grams In the preferred embodiments of ver or more p-benzoquinone per liter of benzene. In order to achieve this method of the invention, in which the above greater increase in the p-benzoquinone concentration 55 specified technical features can be used in combination in a single pass through the electrolysis, the composition of the cell 10 , the length of the flow in the anode compartment The gases formed are adjusted so that the passage through the individual cells is increased so that they mainly consist of carbon monoxide and / or the individual cells can be so arranged carbon dioxide and small amounts of oxygen that a flow is achieved in series. 60 stand. For example, the oxygen content below this is particularly necessary when essentially all of the p-benzo cent is maintained in the 25 percent by volume, preferably below 10 percent by volume per isolation stage. In this way, additional quinone can be recovered from the benzene, such as by-product impurities, continuously as the benzene is separated from the anolyte by distillation, whereby the impurity becomes. 65 continuous to carbon dioxide and carbon
Abgeänderte Ausführungsformen der Kreislauf- monoxid oxidiert werden.Modified embodiments of the circulatory monoxide are oxidized.
führungen von Katholyt und Anolyt bei dem Verfahren Die Anoden und Kathoden können aus BleifolienGuides of catholyte and anolyte in the process The anodes and cathodes can be made of lead foils
der Erfindung sind in den F i g. 4 und 5 dargestellt. oder Bleiplatten bestehen. Die aktiven Oberflächenof the invention are shown in FIGS. 4 and 5 shown. or lead plates. The active surfaces
11 1211 12
der Anoden werden während der Benzoloxidation in das dem Fließschema von F i g. 1 ähnlich ist. Dii Bleioxid umgewandelt und ergeben dann eine stabile Stromdichte wurde auf 13,5 ± 0,5 Ampere/dm2 ein und aktive Anode. Bleidioxid-Oberflächen können gestellt. Die Wärmeaustauscher in den Anolyt- unc ebenfalls mit Anoden aus Bleilegierungen gebildet Katholytkreisläufen wurden so betrieben, daß ein« werden, oder aus leitfähigen Anoden, die mit Blei oder 5 Anolyt-Ausgangsterm^ratur aus der Elektrolysezelh Bleilegierungen überzogen bzw. beschichtet sind. Es von etwa 300C aufrechterhalten wurde. Das Phasen können auch Platinelektroden oder Elektroden aus verhältnis im Anolyt zur Elektrolysezelle lag be einem anderen leitfähigen Metall oder leitfähigen 1 Volumteil der Benzolphase zu 4 Volumteilen dei Metallegierungen benutzt werden. Die Kathode ist wäßrigen Elektrolytphase. Die wäßrige Elektrolyt im wesentlichen inaktiv, und die Oberfläche wird beim io phase für den Anolyt und den Katholyt war eint Kontakt mit dem Katholyten normalerweise bei der lOgewichtsprozentigeSchwefelsäure,d.h., 10Gewichts-Elektrolyse nicht modifiziert. Als Kathodenmaterial teile Schwefelsäure wurden auf 100 Teile der wäßriger können Blei, Platin oder andere leitfähige Metalle oder Elektrolytlösung verwendet. Die Pumpgeschwindigkei· Metallegierungen verwendet werden. ten im Anolytkreislauf wurden so eingestellt, da£the anodes are converted into the flow diagram of FIG. 1 is similar. Dii lead oxide converted and then give a stable current density was at 13.5 ± 0.5 amps / dm 2 and active anode. Lead dioxide surfaces can be made. The heat exchangers in the anolyte and catholyte circuits also formed with anodes made of lead alloys were operated in such a way that one or more conductive anodes coated with lead or an anolyte starting temperature from the electrolysis cell are lead alloys. It was maintained at around 30 ° C. The phases can also be used with platinum electrodes or electrodes from the ratio in the anolyte to the electrolysis cell with another conductive metal or conductive 1 part by volume of the benzene phase to 4 parts by volume of the metal alloys. The cathode is aqueous electrolyte phase. The aqueous electrolyte is essentially inactive, and the surface is not modified during the io phase for the anolyte and the catholyte was in contact with the catholyte normally with the 10 weight percent sulfuric acid, ie, 10 weight electrolysis. As cathode material parts sulfuric acid were used for 100 parts of the aqueous can lead, platinum or other conductive metals or electrolyte solution. The pumping speed · metal alloys are used. th in the anolyte circuit were adjusted so that £
Bei der Verwendung einer sandwichartigen Zellen- 15 die Anolytströmungsgeschwindigkeit durch die Elek·When using a sandwich-like cell, the anolyte flow rate through the elec
konstruktion wie in F i g. 2 dargestellt, können die trolysezelle eine lineare Geschwindigkeit von 18 orconstruction as in fig. 2, the trolysis cell can have a linear speed of 18 or
Abstandshalter 102 und 103 beide aus einem Kunst- je Sekunde ergab. Die Konzentration des p-Benzochi-Spacers 102 and 103 both resulted from one art per second. The concentration of the p-Benzochi-
stoff oder einem anderen Material bestehen, das unter nons in der Benzolphase des Anolyts, der der Zellesubstance or some other material that is sub nons in the benzene phase of the anolyte, which is the cell
den Verfahrensbedingungen inerte Eigenschaften zeigt. zugeführt wurde, lag bei annähernd 0,7 Grammshows inert properties under the process conditions. was supplied was approximately 0.7 grams
Dazu kann Polypropylen oder ein ähnlicher Kunst- 2° p-Benzochinon je Liter Benzol. Beim Ausgang ausThis can be done with polypropylene or a similar synthetic 2 ° p-benzoquinone per liter of benzene. At the exit
stoff benutzt werden. Die Diaphragmen können der Zelle lag die Konzentration annähernd beifabric can be used. The diaphragms can approximate the concentration of the cell
permselektive Ionenaustauschermembranen sein, die 3 Gramm p-Benzochinon je Liter Benzol. Die gesamtebe permselective ion exchange membranes containing 3 grams of p-benzoquinone per liter of benzene. The whole
die Übertragung bzw. den Transfer von Kationen Benzolphase, die durch die Zelle erzeugt wurdethe transfer or transfer of cations benzene phase generated by the cell
ermöglichen, wie beispielsweise die Kationenaus- (nach Abtrennung der wäßrigen, der Gas- undallow, such as the kationenaus- (after separation of the aqueous, the gas and
tauschermembranen, die in der US-PS 31 93 480 be- as der festen Phasen), wurde der p-Benzochinonent-exchanger membranes, which in US-PS 31 93 480 as of the solid phases), the p-Benzoquinonent-
schrieben werden. Alternativ können Diaphragmen fernungsstufe zugeführt, bei der das p-Benzochinonbe written. Alternatively, diaphragms can be supplied with a removal stage in which the p-benzoquinone
verwendet werden, die aus Filtertuch bestehen, wie enthaltende Benzol mit Hydrochinon in Kontaktused, which consist of filter cloth, such as containing benzene in contact with hydroquinone
Filtertücher aus synthetischen Kunststoffasern, bei- gebracht wurde. Der entstandene Chinhydron-Nieder-Filter cloths made of synthetic plastic fibers. The resulting quinhydron lower
spielsweise Polyesterfasern. schlag und überschüssiges Hydrochinon wurden durchfor example polyester fibers. hit and excess hydroquinone were through
Der Anodenelektrolyt und der Kathodenelektrolyt 3° Filtration von dem überstehenden Benzol abgetrennt, können aus mindestens 5 Gewichtsprozent und Vorzugs- Das dabei erhaltene Benzol enthielt etwa 0,7 Gramm weise mindestens lOgewichtsprozentiger wäßriger p-Benzochinon je Liter Benzol und wurde in das Schwefelsäure bestehen. Konzentrationen von 10 bis Verfahren zurückgepumpt. Nachdem das Benzol 25 Gewichtsprozent eignen sich ebenfalls für die verbraucht war, wurde frisches Benzol zu dem im Durchführung des Verfahrens der Erfindung. Es 35 Kreislauf geführten Benzol zugesetzt, und Frischkönnen auch andere organische oder anorganische wasser, soweit erforderlich, wird dem im Kreislauf Säuren, wie Phosphorsäure, verwendet werden. Phos- geführten wäßrigen Elektrolyt zugegeben. Das im phorsäure ist ein guter Elektrolyt, da er etwas weniger Anodenraum gebildete Gas hat folgende Zusammenkorrodierend auf Metalle wirkt als Schwefelsäure. Im Setzung: 80% CO2, 10% CO und 10% (oder weniger) Anolyt kann das Volumenverhältnis des Benzols zur 4° O2.The anode electrolyte and the cathode electrolyte 3 ° filtration separated from the supernatant benzene, can consist of at least 5 percent by weight and preferred The benzene obtained thereby contained about 0.7 grams of at least 10 percent by weight aqueous p-benzoquinone per liter of benzene and was composed of the sulfuric acid. Concentrations of 10 to procedure pumped back. After the benzene was also 25 percent by weight consumed, fresh benzene became that used in practicing the process of the invention. Benzene in the cycle can be added, and other organic or inorganic water can also be used, if necessary, and acids such as phosphoric acid can be used in the cycle. Phosphorus-guided aqueous electrolyte was added. The in the phosphoric acid is a good electrolyte, since it has a little less anode space formed gas. The following corrosive effects on metals than sulfuric acid. In the setting: 80% CO 2 , 10% CO and 10% (or less) anolyte can be the volume ratio of benzene to 4 ° O 2 .
wäßrigen Phase im Betrieb von 0,01:1 bis 1,0: 1 B e i s ρ i e 1 2aqueous phase in operation from 0.01: 1 to 1.0: 1 B e i s ρ i e 1 2
liegen. Bei kontinuierlichem Betrieb kann die p-Benzo- Es wurde ein kontinuierliches Verfahren gemäßlie. In the case of continuous operation, the p-Benzo- A continuous process has been established in accordance with
chinonkonzentration im Anolyt, wie er von der Zelle Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß diequinone concentration in the anolyte, as carried out by the cell Example 1, with the exception that the
abgegeben wird, meinem Bereich von 0,5 bis 80 Gramm kationischen permselektiven Diaphragmen aus denmy range of 0.5 to 80 grams of cationic permselective diaphragms from the
p-Benzochinon je Liter des Benzols liegen. Die lineare 45 Elektrolysezellen entfernt und durch poröse Diaphrag-p-benzoquinone per liter of benzene. The linear 45 electrolytic cells are removed and replaced by porous diaphragm
Geschwindigkeit der Benzol-Elektrolytdispersion (der men ersetzt wurden. Dazu wurden gewebte Filter-The speed of the benzene electrolyte dispersion (which the men replaced.
Anolyt) durch den Anodenraum soll mindestens tücher aus einem Vinylchlorid-Acrylnitril-Copoly-Anolyte) through the anode chamber should be at least shing le he h of a vinyl chloride-acrylonitrile copoly-
bei 3 cm und vorzugsweise bt\ mindestens 9 cm je merisat verwendet. Der Katholytkreislauf wurde dannat 3 cm and preferably bt \ least 9 cm per merisat used. The catholyte circuit was then
Sekunde liegen. Die obere Grenze der linearen gemäß F i g. 4 durchgeführt, wobei ein Filter 29 in Geschwindigkeit ist nicht kritisch. Ein typischer 50 jede Kreislaufleitung eingesetzt wurde, so daß der imSecond lie. The upper limit of the linear according to FIG. 4, with a filter 29 in speed is not critical. A typical 50 each circulation line was used, so that the im
Betriebsbereich liegt bei 15 bis 60 cm je Sekunde. Kreislauf geführte wäßrige Elektrolyt frei war vonOperating range is 15 to 60 cm per second. Circulated aqueous electrolyte was devoid of
Eine Zelle für das Verfahren nach der Erfindung Feststoffen,A cell for the method according to the invention solids,
kann folgende Spezifikationen besitzen: B e i s t> i e 1 3can have the following specifications: B e i s t> i e 1 3
Elemente Dicken (jeweils) _ , . , .··,■, -w _» i_ -o a j iir «i_ j -> tic ν ί ir 55 Es wurde em kontinuierliches Verfahren gemäß Anoden/Kathoden .... 3,175 bis 6,35 mm Beispiel 1 oder 2 durchgeführt unter Verwendung Abstandshalter (Anoden/ wäߣger Phosphorsäure Ils Elektrolyt im Anoden-Kathodente. Ie) 1,587 bis 12,7 mm krds,auf Der ^onzentrationsbereich beträgt 10 bis Element thicknesses (each) _,. ,. ··, ■, -w _ »i_ -o aj iir « i_ j -> tic ν ί ir 55 A continuous process according to anodes / cathodes .... 3.175 to 6.35 mm example 1 or 2 was carried out using spacers (anode / aq £ ger Ils phosphoric acid electrolyte in the anode Kathodente. Ie) from 1.587 to 12.7 mm KRDS, onzentrationsbereich in The ^ is 10 to
Diaphragmen 0,508 bis 1,290 cm ω Gewichtsprozent phosphorsäure, wobei eine 30ge-Diaphragms 0.508 to 1.290 cm ω weight percent p hos p horsäur e, wherein a 30ge-
zueKa7hoedea) *. ° ...°. ° 0,508 bis 2,032 cm 6° ™chteprozentige Phosphorsäure besonders vorteilhafteto e Ka7ho e de a ) *. ° ... °. ° 0.508 to 2.032 cm 6 ° ™ real percent phosphoric acid is particularly advantageous
a j λ. Ergebnisse liefert.a j λ. Delivers results.
Anodenraum (bevorzugte Bd den Vemichen koQnte festgestelit werden> daß Anode compartment (preferred volume for the compounds could be determined
Große) °'254 bis °'762 cm die in den Zellen erzeugten polymeren Feststoffe in Large) ° ' 254 to °' 762 cm the polymeric solids produced in the cells in
Die Beispiele erläutern die Erfindung. vorteilhafter Weise durch Filtration aus den imThe examples illustrate the invention. advantageously by filtration from the im
d · · 1 1 65 Kreislauf geführten Strömen entfernt werden konnten.d · · 1 1 65 circulating streams could be removed.
Beispiel ί Dje Entfernung der Feststoffe kann beispielsweiseExample ί Dje E nt f ernung de r solids may, for example
Es wurde ein kontinuierliches Verfahren ent- auch durch Zentrifugieren, Dekantieren oder Sedi-A continuous process was also used, including centrifuging, decanting or sedimentation.
sprechend dem Fließschema von F i g. 3 durchgeführt, mentieren erreicht werden.corresponding to the flow diagram of FIG. 3 performed, mentation can be achieved.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
s?i.s? i.
1 ■·.■■■·1 ■ ·. ■■■ ·
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