[发明专利]用于制造过氧化氢水溶液的方法

说明书

一种用于制造过氧化氢水溶液的方法，该方法包括以下步骤：‑将包含烷基蒽醌和/或四氢烷基蒽醌以及非极性有机溶剂和极性有机溶剂的混合物的工作溶液氢化；‑将氢化的工作溶液氧化以产生过氧化氢；以及‑分离该过氧化氢，其中该极性有机溶剂是5‑甲基‑2‑异丙基环己烷甲腈(C11F)。

本发明涉及一种用于使用特定极性有机溶剂制造过氧化氢水溶液的方法，以及一种用于合成所述特定极性有机溶剂的新方法。

过氧化氢是全世界生产的最重要的无机化学品之一。过氧化氢的工业应用包括纺织品、纸浆和纸漂白、有机合成(氧化丙烯)、无机化学品和洗涤剂的制造、环境和其他应用。

主要通过使用Riedl-Pfleiderer方法(最初披露于美国专利号2,158,525和2,215,883中)，又称为蒽醌环路法或AO(自动氧化)方法实现过氧化氢的合成。

这种熟知的循环方法典型地使用将至少一种烷基蒽氢醌和/或至少一种四氢烷基蒽氢醌(最经常2-烷基蒽醌)自动氧化成对应的烷基蒽醌和/或四氢烷基蒽醌，这导致产生过氧化氢。

该AO方法的第一步是使用氢气和催化剂将所选择的醌(烷基蒽醌或四氢烷基蒽醌)在有机溶剂(通常是溶剂的混合物)中还原成对应的氢醌(烷基蒽氢醌或四氢烷基蒽氢醌)。然后使该有机溶剂、氢醌和醌物种的混合物(工作溶液，WS)与该催化剂分离并且使用氧、空气或富氧空气氧化该氢醌，从而再生该醌同时形成过氧化氢。选择的有机溶剂典型地是两种类型溶剂的混合物，一种是该醌衍生物的良溶剂(通常是非极性溶剂，例如，芳香族化合物的混合物)并且另一种是该氢醌衍生物的良溶剂(通常是极性溶剂，例如，长链醇或酯)。然后典型地用水萃取过氧化氢并且以粗过氧化氢水溶液的形式回收，并且使该醌返回至氢化器以完成该环路。

即，使用二异丁基甲醇(DIBC)作为极性溶剂在以申请人名义的专利申请EP529723、EP 965562和EP 3052439中进行了描述。使用以商标(CAS号64742-94-5)出售的芳香族化合物的商业混合物作为非极性溶剂也描述于所述专利申请中。此种芳香族化合物的混合物也被称为Caromax、Shellsol、A150、Hydrosol、Indusol、Solvantar、Solvarex和其他，取决于供应商。它可以有利地与作为极性溶剂的sextate(甲基乙酸环己酯)(即，参见美国专利3617219)组合使用。

大多数AO方法使用2-戊基蒽醌(AQ)、2-丁基蒽醌(BQ)或2-乙基蒽醌(EQ)。尤其是在EQ的情况下，工作溶液的生产率由于ETQ的还原形式(ETQH)缺乏溶解度而被限制。即，在该方法中，EQ被大量地且相对快速地转变为ETQ(对应的四氢烷基蒽醌)。实际上，ETQ被氢化为ETQH以在氧化之后提供H2O2。就ETQH而言，所产生的EQH的量是微不足道的。其意指该方法的生产率与所产生的ETQH的量是成正比的。对于用AQ或BQ而不是EQ工作的方法，理由是相同的。

根据现有技术已知氢化醌溶解度问题，并且进行了一些尝试以试图解决它。即申请人的共同未决的PCT申请EP 2019/056761，披露了使用非芳香族环状腈类型溶剂作为混合物中的极性溶剂，更具体地，使用环己烷腈，并且尤其是取代的环己烷腈(其中腈官能团被保护免于化学降解)。

虽然一些此类分子是已知的，但它们的市场供应目前仅是非常有限的并且无论如何都太少而无法满足工业AO方法的需要。此外，它们通常是从昂贵的和/或非环境友好的原料开始合成的。因此，本发明的目的是提供一种用于制造过氧化氢水溶液的方法，该方法使用廉价的且生物来源的溶剂。

因此，本发明涉及一种用于制造过氧化氢水溶液的方法，该方法包括以下步骤：

-将包含烷基蒽醌和/或四氢烷基蒽醌以及非极性有机溶剂和极性有机溶剂的混合物的工作溶液氢化；

-将氢化的工作溶液氧化以产生过氧化氢；以及

-分离该过氧化氢，

其中该极性有机溶剂是5-甲基-2-异丙基环己烷甲腈(C11F)。