ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Конструкционные материалы из "Перекись водорода" Растворы перекиси водорода в том виде, в каком они получаются непосредственно на производстве, часто могут быть использованы потребителем без дальнейшей обработки. Однако чаще до отгрузки продукта необходима или желательна определенная его обработка концентрирование, очистка, введение добавок. Высокая реакционная способность перекиси водорода и ее склонность к разложению заставляют тщательно выбирать конструкционные материалы, вступающие с нею в контакт, применять специальную технику и соблюдать необходимые меры предосторожности при храпении и обращении с нею. Эти вопросы рассматриваются в данной главе. [c.132] В промышленных условиях перекись водорода обычно концентрируют путем перегонки и ректификации. Другие методы концентрирования, такие, как дробная кристаллизация, не имеют экономического значения, но часто применяются в небольшом масштабе, например в лаборатории, для приготовления почти безводной перекиси водорода или концентрированной перекиси водорода, полученной каким-иибудь иным путем. Под термином концентрирование здесь всегда понимается снижение содержания воды в растворе. Любые другие составные части раствора перекиси водорода (за исключением очень небольших количеств стабилизаторов или ингибиторов, добавляемых с целевым назначением) считаются загрязнениями, или примесями. Под термином очистка лод-разумевается процесс удаления таких составных частей очистка может сопровождаться изменением концентрации или происходить без него. [c.132] Электролитический продукт может содержать очень небольшие количества примесей, попадающих в него в результате механического уноса. В большинстве случаев такие количества примесей не оказывают вредного влияния, так как продукт все еще обладает приемлемой стабильностью поэтому такой продукт непосредствегшо отгружают заказчику без дальнейшей обработки, если не считать одной или нескольких из следующих операций 1) отрегулирования pH до величины, обеспечивающей максимальную стабильность 2) добавки небольшого количества стабилизующих соединений для подавления каталитического разложения и 3) добавки ингибиторов коррозии для снижения действия примесей на алюминиевую тару, обычно применяемую для транспортировки. Однако для некоторых видов применения необходимо, чтобы раствор перекиси водорода содержал меньше примесей для этого требуется более тщательный процесс ректификации или же отдельная дополнительная очистка. Проблема приобретает особенную остроту в том случае, когда желательно получить высококонцентрированную перекись водорода, например 80%-ную или выше. Такие растворы требуют весьма высокой степени чистоты как для обеспечения высокой стабильности, так и для применения в намечаемой области, iижe описываются процессы комбинированного концентрирования и очистки методом перегонки для получения концентрированного раствора. [c.133] КИСИ водорода можно было подвергать отгонке с паром в отдельном аппарате. При возобновлении операции первую реторту заполняли питательным раствором и конденсат из первой колонны возвращали в эту реторту до достижения 70—75%-ной концентрации, после чего его переключали на вторую реторту. На каждый аппарат второй ступени требовалось четыре аппарата первой. По германским способам во вторую реторту также добавляли небольшое количество стабилизатора, а поэтому последний сохранялся и в конечном продукте. Если перекись водорода на этой стадии была сравнительно чистой, в нее можно было не добавлять стабилизатор или же брать его в очень небольшом количестве. Доказательством может служить то, что в США в настоящее время в производственном масштабе вырабатывается QO i o-Han перекись водорода, содержащая максимально лишь несколько миллиграммов стабилизатора на литр. Общий вид реторт для концентрирования на заводе Ele tro hemis he Werke показан на рис. 25. [c.136] Решающее значение в конструкции аппарата для концентрирования перекиси водорода имеет материал, из которого изготовлен паровой змеевик. Он должен быть устойчивым против коррозии под действием горячего раствора перекиси водорода или возможных присутствующих примесей и вызывать минимальное разложение перекиси водорода. В германском процессе применялся полированный змеевик из нержавеющей стали VI4А Крупна (17,5% Сг, 12,5%. i, 4,7% Mo и максимально 0,07% С). Такую легированную сталь применяли, по-видимому, из-за присутствия в питательной жидкости свободной серной кислоты. В некоторых случаях применяли и тантал. Работу проводили при остаточном давлении 28—32 мм рт. ст. в верхней части ректификационных колонн и 50—60 мм рт. ст. в ретортах разница в основном обусловливалась перепадом давления при протекании через насадку. Соответствующие температуры были 62— 66° в первой реторте и 69—72° во второй. В Германии стандартная максимальная концентрация получавшейся перекиси водорода составляла 85 вес.% в США в 1954 г. в промышленном масштабе вырабатывался продукт с максимальной конн,ентрацией 90%. Поскольку при всех составах пар богаче водой, чем находящаяся с ним в равновесии жидкость, путем ректификации можно в принципе получать практически 100%-ную перекись. Однако в этом случае приходится работать при очень низких остаточных давлениях, чтобы избежать образования паров взрывчатого состава (см. стр. 157). Максимальная концентрация, получаемая в производственных условиях путем перегонки и ректификации, ограничена взрывными пределами паров при минимальном давлении, легко достигаемом в последней реторте. Это минимальное давление в свою очередь в значительной мере определяется минимальным перепадом давления в ректификационной колонне. [c.136] При концентрировании путем перегонки и ректификации перекиси водорода, полученной через органические соединения, необходимо снижать до минимума содержание органических веществ в высококонцентрированном продукте и вместе с тем не допускать накопления органических веществ до опасных концентраций в испарительной секции перегонного аппарата. Подробности технологического процесса зависят от природы и количеств примесей при данном методе производства. Примеси, отличающиеся относительной летучестью, могут быть легко удалены, однако трудно рассчитать равновесные соотношения между жидкостью и паром в любом данном случае, поскольку перекись водорода легко реагирует с различивши органическими веществами, особенно кислородсодержащими (наприм ер, альдегидами и спиртами), с образованием сложных и неустойчивых соединений, обладающих меньшей летучестью, чем летучесть любого из реагентов. [c.137] Степень чистоты, которая требуется от технического продукта, обычно определяется либо минимальной приемлемой стабильностью при хранении, либо областью применения, для которой предназначена перекись водорода. [c.139] для медицинских целей, для обработки пищевых продуктов и для некоторых видов военной продукции необходима весьма чистая перекись водорода независимо от того, требуется ли для нее высокая стабильность. На ряде заводов, работающих по электролитическим методам, ректификация паров от стадии гидролиза пероксодисульфата дает продукт, не требующий дальнейшей обработки, если не считать добавки стабилизаторов, описанных в разделе по концентрированию. Если требуется дополнительная очистка, то ее можно осуществить вышеописанными методами перегонки, особешго если желательно получить также более концентрированный продукт. Описаны способы [17] полной перегонки без концентрирования в целях очистки. [c.139] Применяются или предложены также разные другие способы очистки. По одному из них в растворе перекиси водорода образуют коллоидную суспензию гидроокиси олова путем добавки соответствующего соединения олова и тщательного отрегулирования pH с целью получения осадка гидроокиси олова, адсорбирующего примеси ионов тяжелых металлов. Затем осадок удаляют путем отстаивания или фильтрования [18]. Остающееся в растворе олово является весьма эффективным стабилизатором. По методу очистки, который одно время применяли на заводе duPont ompany , продукт гидролиза пероксодисерной кислоты, который может содержать и небольшое количество серной кислоты, сначала обрабатывали гидратом окиси бария для осаждения сульфата и других анионов, а затем гидратом окиси олова осаждали каталитически действующие катионы, например ионы железа [19], Этот процесс описан подробно в литературе [20]. [c.139] Другой интересный способ заключается в удалении ионных нримесей путем на./тожения электрического напряжения, В нерекиси водорода, которая ведет себя как неэлектролит (аналогично воде), неорганические соли диссоциируют на ионы, В связи с этим анионы и катионы будут соответственно переноситься к противоположно заряженным электродам. Выдан ряд патентов по методам очистки, основанным на этом принципе [21], однако, насколько авторам известно, ш один из них не нашел промышленного применения для очистки растворов перекиси водорода. Понятно, что таким способом нельзя удалить из перекиси водорода незаряженные примеси, встречающиеся, нанример, в продукте производства, полученном по методу с применением органических веществ. [c.139] Сообщается также, что сама перекись водорода обратимо адсорбируется из этих разбавленных растворов возможно, что это свойство может найти извест[ ое практическое применение. [c.140] Вернуться к основной статье