PROCEDIMIENTO PARA LA PRODUCCION DE PEROXIDO DE HIDROGENO Y COMPOSICION PARA USAR EN EL MISMO.

Un procedimiento para la producción de peróxido de hidrógeno de acuerdo con el procedimiento de la antraquinona que incluye la hidrogenación y oxidación alternadas de una o más quinonas seleccionadas de antraquinonas y/o tetrahidro antraquinonas en una solución de trabajo que comprende al menos un disolvente de quinona y al menos un disolvente de hidroquinona,

caracterizado porque dicho al menos un disolvente de quinona comprende isodureno en una cantidad desde 15% en peso y adicionalmente dureno en una cantidad que no supera 25% en peso de la cantidad total de disolventes de quinona

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/SE01/01192.

Solicitante: AKZO NOBEL N.V..

Nacionalidad solicitante: Países Bajos.

Dirección: P.O. BOX 9300,6800 SB ARNHEM.

Inventor/es: NYSTRIM, MATS, JIRNVIK,CHRISTINA.

Fecha de Publicación: .

Fecha Concesión Europea: 30 de Diciembre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C01B15/023 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C01 QUIMICA INORGANICA.C01B ELEMENTOS NO METALICOS; SUS COMPUESTOS (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de elementos o de compuestos inorgánicos excepto anhídrido carbónico C12P 3/00; producción de elementos no metálicos o de compuestos inorgánicos por electrólisis o electroforesis C25B). › C01B 15/00 Peróxidos; Peroxihidratos; Perácidos o sus sales; Superóxidos; Ozónidos. › por el proceso que utiliza una alquilantraquinona.

Clasificación PCT:

  • C01B15/023 C01B 15/00 […] › por el proceso que utiliza una alquilantraquinona.

Clasificación antigua:

  • C01B15/023 C01B 15/00 […] › por el proceso que utiliza una alquilantraquinona.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la producción de peróxido de hidrógeno y composición para usar en el mismo.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de peróxido de hidrógeno de acuerdo con el procedimiento de la antraquinona, en el que la solución de trabajo comprende una determinada mezcla de disolventes. La invención se refiere también a una composición que comprende dicha mezcla de disolventes que es útil como solución de trabajo en la producción de peróxido de hidrógeno.

El procedimiento más común para la producción de peróxido de hidrógeno es el procedimiento de la antraquinona. En este procedimiento quinonas seleccionadas de antraquinonas y/o tetrahidro antraquinonas opcionalmente sustituidas disueltas en una mezcla de disolventes orgánicos adecuada, lo que se denomina solución de trabajo, se hidrogenan para formar las hidroquinonas correspondientes. A continuación las hidroquinonas se oxidan de nuevo a quinonas con oxígeno (normalmente aire) con formación simultánea de peróxido de hidrógeno, que a continuación se puede extraer con agua mientras que las quinonas se devuelven con la solución de trabajo a la etapa de hidrogena- ción.

El procedimiento de la antraquinona se describe ampliamente en la bibliografía, por ejemplo, en Kirk-Othmer, "Encyclopedia of Chemical Technology". 4ª Ed., 1993, Vol. 13, páginas 961-995.

Para que el procedimiento funcione apropiadamente, es necesario usar una mezcla de disolventes para la solución de trabajo en la que sean solubles tanto las quinonas como las hidroquinonas. Por tanto, la mezcla de disolventes en la solución de trabajo comprende normalmente uno o más disolventes de quinona y uno o más disolventes de hidroquinona.

El problema de encontrar disolventes adecuados para la solución de trabajo se ha tratado, por ejemplo, en las patentes de Estados Unidos 3328128, 3699217, 4800073 y 4800074, y en la patente británica 1524883.

En muchos casos, la capacidad de producción en una planta está limitada por la cantidad de quinonas disponibles para la hidrogenación en la solución de trabajo, o la cantidad de hidroquinonas que se pueden formar sin que estas precipiten. Se ha encontrado que este problema es de particular importancia cuando la cantidad de tetrahidro antraquinonas en la solución de trabajo es alta.

Así, existe una demanda de una solución de trabajo basada en una combinación de disolventes con solubilidad mejorada tanto de quinonas como de hidroquinonas, en particular de tetrahidro antraquinonas. Además, es deseable proporcionar una solución de trabajo con una densidad comparativamente baja, lo que facilita la separación de fases en una etapa de extracción llevada a cabo después de las etapas de hidrogenación y oxidación.

Se ha encontrado que es posible proporcionar una solución de trabajo que cumpla estas demandas seleccionando una determinada combinación de disolventes.

Así, la invención trata de un procedimiento para la producción de peróxido de hidrógeno de acuerdo con el procedimiento de la antraquinona que incluye la hidrogenación y oxidación alternativas de una o más quinonas seleccionadas de antraquinonas y/o tetrahidro antraquinonas en una solución de trabajo que comprende al menos un disolvente de quinona y al menos un disolvente de hidroquinona, comprendiendo dicho al menos un disolvente de quinona isodureno (1,2,3,5-tetrametilbenceno) en una cantidad desde 15% en peso, preferentemente de 20 a 80% en peso, lo más preferentemente de 25 a 70% en peso y, adicionalmente dureno (1, 2, 4, 5-tetrametilbenceno) en una cantidad que no supera 25% en peso de la cantidad total de disolventes de quinona.

Lo más preferentemente, el al menos un disolvente de quinona al que se hace referencia antes consiste sustancialmente en uno o más disolventes orgánicos esencialmente no polares, preferentemente hidrocarbonados, mientras que el al menos un disolvente de hidroquinona al que se hace referencia antes consiste, lo más preferentemente, esencialmente en uno o más disolventes orgánicos polares, de forma adecuada esencialmente no solubles en agua y seleccionados preferentemente de alcoholes, ureas, amidas, caprolactamas, ésteres, sustancias que contienen fósforo y pirrolidonas.

Se ha encontrado que cuando la proporción de isodureno comparada con otros disolventes de quinona opcionales es alta, la solubilidad de las quinonas se mejora hasta tal grado que es posible disminuir la cantidad total de disolventes de quinona en la solución de trabajo y, en cambio aumentar la cantidad de disolventes de hidroquinona, y aumentar de este modo la solubilidad tanto de quinonas como de hidroquinonas.

Además de isodureno, el al menos un disolvente de quinona comprende dureno (1,2,4,5-tetrametilbenceno), en el que la cantidad total de isodureno y dureno constituye de forma adecuada de aproximadamente 30 a aproximadamente 100% en peso, preferentemente de 35 a 80% en peso de la cantidad total de disolventes de quinona. Con el fin de evitar la precipitación de dureno, el contenido de éste no superará el 25% en peso, lo más preferentemente no superará 20% en peso de la cantidad total de disolventes de quinona. La relación en peso de isodureno a dureno varía preferentemente de 1,5:1 a 5:1, lo más preferentemente de 2:1 a 4:1.

El al menos un disolvente de quinona también puede comprender otros hidrocarburos, de forma adecuada, esencialmente no polares, seleccionados preferentemente de uno o más hidrocarburos aromáticos, alifáticos o nafténicos, de los cuales los más preferidos son los hidrocarburos aromáticos. Disolventes de quinona particularmente adecuados incluyen benceno, bencenos alquilados o polialquilados tales como terc-butilbenceno o trimetilbenceno, tolueno alquilado o naftaleno tal como terc-butiltolueno o metilnaftaleno.

El contenido total preferido de disolventes de quinona y, por consiguiente, también el contenido de isodureno usado en la solución de trabajo total depende de qué disolvente(s) de hidroquinona se use(n). En la mayoría de los casos, el contenido adecuado de disolventes de quinona varía de 25 a 65% en peso, preferentemente de 40 a 60% en peso de la solución de trabajo total. En la mayoría de los casos, la relación en peso de disolventes de quinona a disolventes de hidroquinona varía de forma adecuada de 0,6 a 4, preferentemente de 1,5 a 3. El contenido adecuado de isodureno normalmente varía de 8 a 52% en peso, preferentemente de 11 a 42% en peso de la solución de trabajo total.

La solución de trabajo comprende al menos uno y, preferentemente, al menos dos disolventes de hidroquinona, seleccionados de forma adecuada de disolventes orgánicos polares que, no obstante, preferentemente serán esencialmente no solubles en agua. Disolventes de hidroquinona adecuados se pueden seleccionar de alcoholes, ureas, amidas, caprolactamas, ésteres, sustancias que contienen fósforo y pirrolidonas, e incluyen alquil fosfatos (por ejemplo, trioctil fosfato), alquil fosfonatos, alquilciclohexanol ésteres, N,N-dialquil carbonamidas, tetraalquil ureas (por ejemplo, tetrabutil urea), N-alquil-2-pirrolidonas y alcoholes de alto punto de ebullición, preferentemente con 8-9 átomos de carbono (por ejemplo, di-isobutil carbinol). Disolventes de hidroquinona preferidos se seleccionan de alquil fosfatos, tetraalquil ureas, derivados cíclicos de urea y caprolactamas sustituidas con alquilo. Un grupo de disolventes de hidroquinona preferidos se describe en las patentes de Estados Unidos 4800073 y 4800074 e incluyen caprolactamas sustituidas con alquilo tales como octil caprolactama y derivados cíclicos de urea tales como alquilenurea sustituida con N,N'-dialquilo. Otros disolventes de hidroquinona preferidos incluyen di-isobutil carbinol y tetrabutil urea, que son ventajosos en el sentido de que tienen baja densidad.

El contenido de disolventes de hidroquinona en la solución de trabajo varía preferentemente de 15 a 48% en peso, preferentemente de 18 a 35% en peso.

Las antraquinonas y tetrahidro antraquinonas en la solución de trabajo que se va a hidrogenar están preferentemente sustituidas con alquilo, lo más preferentemente solo con un grupo alquilo, de forma adecuada, en la posición 2. Sustituyentes alquilo preferentes incluyen amilo, tal como 2-terc-amilo o 2-iso-sec-amilo, etilo, terc-butilo y 2-hexenilo, y se prefiere de forma particular que se incluyan al menos antraquinonas y/o tetrahidro antraquinonas sustituidas con etilo. Preferentemente, la solución de trabajo que se va a hidrogenar incluye una mezcla de diferentes antraquinonas y tetrahidro antraquinonas sustituidas...

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento para la producción de peróxido de hidrógeno de acuerdo con el procedimiento de la antraquinona que incluye la hidrogenación y oxidación alternadas de una o más quinonas seleccionadas de antraquinonas y/o tetrahidro antraquinonas en una solución de trabajo que comprende al menos un disolvente de quinona y al menos un disolvente de hidroquinona, caracterizado porque dicho al menos un disolvente de quinona comprende isodureno en una cantidad desde 15% en peso y adicionalmente dureno en una cantidad que no supera 25% en peso de la cantidad total de disolventes de quinona.

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho al menos un disolvente de quinona comprende de 20 a 80% en peso de isodureno.

3. Un procedimiento según la reivindicación 2, en el que dicho al menos un disolvente de quinona comprende de 25 a 70% en peso de isodureno.

4. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que la cantidad total de isodureno y dureno en dicho al menos un disolvente de quinona constituye de 30 a 100% en peso de los disolventes de quinona.

5. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que la relación en peso de isodureno a dureno en la solución de trabajo varía de 1,5:1 a 5:1.

6. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que dicho al menos un disolvente de hidroquinona comprende uno o más de di-isobutil carbinol o tetrabutil urea.

7. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que la relación molar de tetrahidro antraquinonas a antraquinonas en la solución de trabajo que se va a hidrogenar es superior a 1:1.

8. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que de 50 a 100% en moles de las antraquinonas y las tetrahidro antraquinonas están sustituidas con un grupo etilo.

9. Composición útil como una solución de trabajo en la producción de peróxido de hidrógeno con el procedimiento de la antraquinona que comprende una o más quinonas seleccionadas de antraquinonas y/o tetrahidro antraquinonas disueltas en al menos un disolvente de quinona y al menos un disolvente de hidroquinona, caracterizada porque dicho al menos un disolvente de quinona comprende isodureno en una cantidad desde 15% en peso y adicionalmente dureno en una cantidad que no supera 25% en peso de la cantidad total de disolventes de quinona.


 

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