JPS5835271B2 - 過酸化水素の製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は過酸化水素の製法に関するものであり、その際
水酸化アルカリ水溶液を電解的に分解し、ガス電極とし
て形成された陰極を介して酸素を導入することにより水
酸化アルカリ及びアルカリヒドロパーオキシドを含む水
溶液を形成する。

過酸化水素は工業的に種々な用途、例えば酸化剤として
或はそれから誘導せられる過酸化物の製造に使用される
。

更に例えば紙工業及び繊維工業に於ける漂白剤としても
使用される。

過酸化水素の製造は公知である。

過酸化水素の製法は硫酸又は硫酸アンモニウム溶液を電
解槽中で陽極的に過酸化工硫酸へと、又は過酸化工硫酸
塩へと酸化させることによる。

次いで過酸化工硫酸又は過酸化工硫酸塩を高められた温
度で加水分解的に分解する。

その際得られた過酸化水素を他の反応成分から真空蒸留
により分離する。

しかしこの方法の場合はその実施のために比較的高いエ
ネルギー経費が必要であるという欠点がある。

更に媒質の攻撃性及びその際必然的に非常に高い正の陽
極電位の故によって陽極は高安定性工作材料からなって
いなければならないので、陽極材料としては実際に＋１
プラチナしか使用できない。

最後にこの公知の方法の際の加水分解的分解に基づく腐
食現象及び続く熱硫酸からの蒸留的分離を実施しなけれ
ばならない必然性の故に、本発明の方法を実施する際に
使用する装置のために使用する工作材料について高度な
要求に合わせなければならない欠点がある。

更に空気酸素によるヒドロキノンの酸化の際にキノンの
他に過酸化水素が得られる過酸化水素の製法が公知であ
る。

実際にこの方法は上述の電解的方法の欠点は有していな
い。

尚この方法の場合キノンを水素化することによりヒドロ
キノンを再製出する際に使用し得る触媒が十分に選択的
ではないという欠点がある。

この触媒はこの方法の場合反応溶液中に懸濁させる。

触媒としては実際に非常に貴重な金属、例えばプラチナ
、ラネーニッケル又はその他が考慮されるだけである。

それ故にこの方法の実施は非常に経費がか＼る。

その上ヒドロキノンの酸化を開始する前に溶液中に懸濁
された触媒を処理液から分離しなければならない。

それによってこの方法は煩雑であり、且つこの方法の場
合は副生成物が生じるので過酸化水素を、循環させて実
施する反応工程から取り去るために付加的に煩雑な精製
手段が必要である。

更に電解液としての塩化カリウムの水溶液の使用の下に
酸素を陰極還元することによって製造する過酸化水素の
製法が公知である。

この方法によればヒドロパーオキシドイオンを含む電解
液を電解から除き、塩酸で中和し、かくして生成した過
酸化水素を蒸留によって得る（ Ｅ 、 Ｂｅｒｌ 、
Ｔｒａｎｓ。

Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ、 Ｓｅｃ、７６ （１９３９
）、３５９ページ参照）。

しかしこの方法は実際に使用するためには適していない
ことが明らかになった。

なぜならば蒸留が電解液中のクロリドイオンの存在番こ
より非常に非生産的なので過酸化水素の製造は不経済で
ある。

本発明の課題は、その実施が簡単であり且つその際高い
収率を保証するような過酸化水素の製法を創造すること
である。

尚この方法の経済性を、容易に得られる出発物質を使用
し且つ不利な副生成物の生成を避けることにより高めね
ばならない。

この課題はさきに記載した方式の方法の際、水酸化アル
カリ及びアルカリヒドロパーオキシドを含む水溶液に濃
厚な水酸化アルカリ土類溶液又は水酸化アルカリ土類の
水性懸濁液を加え、その上でその際水酸化アルカリ土類
とアルカリヒドロパーオキシドとの反応により生成され
た過酸化アルカリ土類を同時に生成した、水性溶液中に
含まれている水酸化アルカリから析出及び沢別により分
離し、水に懸濁させ、二酸化炭素の導入の下に、過酸化
水素の同時生成下に炭酸アルカリ土類へと変化させ、そ
の上で炭酸アルカリ土類を沢別し除去することにより解
決される。

その際過酸化水素は水に溶解している。

従って本発明による方法の場合、実際に過酸化水素は水
に溶解しているが、しかし副生成物による夾雑物なしに
得られる。

蒸留によってそのままその都度必要な場合に相当する濃
度に調整することが可能である。

本発明による方法を実施するために必要なエネルギー消
費は収率に対して僅かである。

更に他の重要な利点は、その際使用される電極として比
較的低置な工作材料を使用することができることである
。

水酸化アルカリ土類として水酸化カルシウムを使用した
場合、本発明による方法のこの実施態様が殊により犬ぎ
な経済的利点を有する。

なぜならば十分な量の水酸化カルシウムが消石灰の形で
使用されるからである。

他の利点は本発明による方法を実施した場合に得られる
炭酸カルシウムを酸化カルシウムへと■焼することがで
き、その際二酸化炭素が得られこの二酸化炭素を本発明
による方法の実施の際に循環させて使用することができ
るからである。

この得られた酸化カルシウムは水に懸濁させて水酸化カ
ルシウムとして同様に循環させて使用することができる
。

殊に本発明による方法の場合アルカリ化合物としては水
酸化カリウムを使用する。

なぜならば過酸化カリウムは陰極の溶液から結晶しない
からである。

このことは陰極が比較的長い時間に亘って効力が持続す
るという利点がある。

本発明による方法の好ましい他の構成の一つは過酸化ア
ルカリ土類を沢別し、除去することにより、生成された
水酸化アルカリを含む溶液を電解槽に再導入することに
ある。

この際本発明による方法の場合に得られる水酸化アルカ
リを工程に再ひ使用できることが好ましく、このことは
本発明による方法の経済性を更に高める。

本発明による方法の経過を添附図面に示されたフローシ
ートに基づいて説明する。

図から明らかな如く、隔膜２により陽極室１及び陰極室
３に分けられた電解槽４の陽極室１に水酸化−ｈ ＩＪ
ウム水溶液を供給する。

陽極に発生した酸素を陽極室の上部から排出させ、陰極
５に導入することができる。

ガス電極として形成された陰極５に軽い超過臣下に酸素
又は空気を上部から導入する。

消費されなかった酸素又は空気は陰極室の上部から再び
排出させる。

電解槽４に於ける反応の際に生成されるカリウムヒドロ
パーオキシド並びに同様にその際得られる水酸化カリウ
ムは電解槽４と連結された槽６中に導き、且つ槽６中で
水酸化カルシウムで処理する。

その際生成された過酸化カルシウムは沢過器７を用いて
ｒ別し加里気密に形成された反応容器８の中に継送する
。

一方そのうえでよって水酸化カルシウム溶液からなるｆ
液を電解槽４の陽極室に再び導入する。

反応容器８の中で過酸化物を水に懸濁させ、加モ下に二
酸化炭素で処理する。

その際過酸化カルシウムは炭酸カルシウムへと変化する
。

次いで懸濁物を反応容器８中に配置された濾過器９を用
いて濾過することにより沢別する。

この涙液はその際生じる過酸化水素の水溶液である。

必要に応じて一工程図には記載されていない一蒸留によ
り濃縮することができる。

更に濾過の際に残留物として残留する炭酸カルシウムを
酸化カルシウムへと■焼することも可能であり−このこ
とは同様に図面には記載されていない−１その際二酸化
炭素は遊離する。

その際得られた酸化カルシウム及び二酸化炭素は本発明
による方法の実施の際に再び使用することができる。

実施例 過酸化水素を製造するために、多孔性のポリ塩化ビニル
からなる隔膜により陽極室と陰極室に細分されている電
解槽を使用する。

電極の表面積ははゾ５０−である。

電解槽を通しての電解液の装入量は電極表面の１平方メ
ートル及び１時間毎には’；４０１液体である。

電解液としては４モル濃度の水酸化カリウム液が使用さ
れ、陽極室に導入さしもその際陰極室に於ける溶液及び
陽極室に存在する溶液は装入量に対応する溶液量が隔膜
を通って陰極室に流れるという水準差を形成する。

陽極と陰極の間を型止２．４■に調整し、かくして電極
表面のｌ平方メートルに対して換算してほぼ２０００ア
ンペアに対応する電流密度が生じる。

黒鉛陽極に生じた酸素を陽極室の上部に搬出する。

陰極−その活性物質は過酸化水素の生成のために適した
品質に於いて合成樹脂と結合した活性炭からなるーはは
ソ０．１気ＥＥ（ゲージ圧）の過堕を有する酸素を、電
極表面の単位平方メートルに対して換算しては’−’１
２５０リットルに対応する量で供給する。

これは理論的に消費されうる量のはソ１．５倍の量であ
る。

過剰の酸素は陰極室に於ける溶液の混合及び水を貫流さ
せる冷却用蛇管に於ける溶液からの熱供給の促進に使用
する。

陰極室に於ける温度はこの際はゾ２０〜２５℃に調整し
、それによって過酸化水素の自発的分解を更に制限する
。

陽極室に於いては温度ははソ５０℃に調整する。

陰極室から取り除かれた電解液−これは水酸化カリウム
及びカリウムヒドロパーオキシドを含む−に水酸化カル
シウムの水性懸濁液をはゾ化学量論量で加える。

このために必要な水酸化カルシウムの量は換算すると電
極表面の単位平方メートル及び１時間当りは’、”２．
７８ｋｇである。

その際過酸化カルシウムの沈殿物−これは尚水酸化カル
シウムの僅かな量を含んでいる−が得られる。

その際流動した流れに対する過酸化カルシウムの量は理
論的に可能な量のは”９０％の利用に相当する。

沈殿物から分離され、再形成された４−モルの水酸化カ
リウム溶液は電解室の陽極室に再び供給する。

濾過の際に残留物として得られる過酸化カルシウムは、
加圧気密に形成された容器中に電極表面の１平方メート
ル及び１時間当り、換算するとほぼ２０１の水で懸濁さ
せ懸濁液を二酸化炭素ガスを用いて７気圧（ゲージ圧）
にまで加圧する。

その際過酸化カルシウム及び僅かな量で存在する水酸化
カルシウムを炭酸カルシウムへと変化させ、その上で懸
濁物を濾過する。

ｒ液は水中５重量％過酸化水素の稀釈溶液である。

残留物として濾過の際に得られる炭酸カルシウムは棄却
する。

生成した過酸化水素の量は用いた流れに対して収量８２
％に相当する。

【図面の簡単な説明】

本発明の方法のフローシートを示し、図において符号は
下記の意味を示すものである。 １・・・・・・陽極室、２・・・・・・隔膜、３・・・
・・・陰極室、４・・・・・・電解槽、５・・・・・・
陰極、６・・・・・・槽、７・・・・・・濾過器、 ８・・・・・・反応容器及び、 ９・・・・・・沢過器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水酸化アルカリ水溶液の電解的分解及びガス電極と
   して形成された陰極を介して酸素を導入することにより
   水酸化アルカリ及びアルカリヒドロパーオキシドを含む
   水溶液を形成することにより過酸化水素を製造する方法
   において、この水酸化アルカリ及びアルカリヒドロパー
   オキシドを含む水溶液に濃厚な水酸化アルカリ土類溶液
   又は水酸化アルカリ土類水中懸濁物又は固形の水酸化ア
   ルカリ土類又は酸化アルカリ土類を加え、次いでその際
   水酸化アルカリ土類とアルカリヒドロパーオキシドとの
   反応にまり生成した過酸化アルカリ土類を析出及び１別
   により水溶液中に存在する水酸化アルカリから分離し、
   そして水に懸濁させ、二酸化炭素の導入により過酸化水
   素の同時的生成下に炭酸アルカリ土類へと変化させ、次
   いで炭酸アルカリ土類を１別し除去することを特徴とす
   る過酸化水素の製法。 ２ 水酸化アルカリとして水酸化カリウムを使用する特
   許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 過酸化アルカリ土類の析出のために酸化カルシウム
   又は水酸化カルシウムを使用する特許請求の範囲第１項
   または第２項に記載の方法。 ４ 過酸化アルカリ土類の１別及び除去により形成され
   た水酸化アルカリ含有溶液を電解槽に再導入する特許請
   求の範囲第１項、第２項または第３項に記載の方法。 ５ 電解槽の陽極に生成した酸素を陰極に供給する酸素
   の一部として使用する特許請求の範囲第１項、第２項、
   第３項または第４項に記載の方法。