[发明专利]一种操作溶液的纯化方法

说明书

本发明涉及为烷基蒽醌还原-氧化法生产过氧化氢过程所用的一种操作溶液的再生和纯化方法，本发明特别涉及从溶于惰性溶剂的操作化合物即操作溶液中通过形成双相体系去除惰性杂质的方法，把含有惰性杂质的相与纯化的操作溶液相分离并回收纯化的操作溶液。

制造过氧化氢的蒽醌工艺是众所周知的，该方法使用一种被取代的蒽醌或一种衍生物，在本发明中称为操作化合物，它被周期性地还原，在氧化时，生成过氧化氢和待再生的操作化合物。操作化合物通常溶于一种混合溶剂，其中一种是用于氧化态操作化合物的溶剂，另一种是用于加氢或还原态操作化合物的溶剂。在每一循环中，部份操作化合物被转化成一种付产物，在生产过氧化氢工艺中有效的一种加氢衍生物四氢蒽醌被认为是操作化合物的一部份，一种环氧四氢蒽醌虽然在生产过氧化氢中无效，但能转换化成一种操作化合物，是有效醌或操作化合物的一部份，其它衍生物，例如过氧化氢生产率很低的八氢蒽醌、不能生产过氧化氢的蒽醌衍生物和高聚物，都被归入惰性组分一类，溶剂的加氢衍生物也归入惰性组分一类。

Coingt的3767779号美国专利讲述一种将惰性组分浓度保持在15%或更高一些以提高操作化合物在操作溶液中溶解度的工艺。因为惰性组分是操作化合物的衍生物，根据基本化学原理，“相似相溶”的原则可以予期惰性组份和操作化合物将相互溶解。但是，在操作溶液中如此高的惰性组分浓度增加了操作溶液的比重，从而引起过氧化氢提取的困难，而且，高浓度的惰性组分也增加溶液的粘度，这将降低氢化步骤、氧化步骤和提取步骤的效能。

与第3767779号美国专利不同，从整体上看现有技术不希望在操作溶液中有惰性组分。早在1956年，Sprauer等的第2739875号美国专利提出操作化合物转变成无效衍生物的问题和一种如环氧化物之类的衍生物转换成操作化合物的方法。Kirk-Othmer在化工大全（JohnWiley和Sons，第三版第13卷，纽约，1981）第20页上指出，在操作化合物周期性还原和氧化期间生成的降解产物（惰性组分和环氧衍生物）必须去除或再生。Kirk-Othmar指出的用于去除或再生操作化合物的工艺包括环氧化合物再生和去除惰性化合物二者的工艺，那里引证的工艺包括在一种烯烃存在下脱氢和用一种碱、一种酸、一种金属氧化物、一种金属氯化物、一种金属硅酸盐或硅酸铝、一种连二硫酸盐、氧或臭氧的处理，其中提出的其它工艺包括水洗、重结晶、醇萃取、蒸馏、离子交换和惰性气氛中加热。

本发明提出一种在用烷基蒽醌周期性的氧化和还原法生产过氧化氢中从含有操作化合物的操作溶液中除去惰性物质的方法。该方法包括，（a）混合操作溶液和溶解度参数小于8、氢键指数和偶极矩都是0的足够量的非环烃以形成第一液相和第二相，第二相具有比第一液相更大的比重，（b）至少从第一液相中分离或和提取一部份的第二相，（c）从第一液相中回收非环烃。

当第二相主要是惰性组分和仅仅少量的活性操作化合物组成时，不能期望在最初被提纯的操作溶液中找到活性操作化合物，这和Coingt的专利相反，后者更予期在惰性组分中找到操作化合物。

溶解度参数、氢键指数和偶极矩都是已知参数，化合物的溶解度参数等于气化热减去气化时体积膨胀所作的功除以克分子柱列，单位是0.5/厘米1.5卡，按Gordy等的说法（JournalofChemiculPhystcs，7，93-99，Feb.1939;8，170-177，Feb.1940;9，204-214，March，1941）氢键指数用光谱法测定，化合物的偶极矩表可容易地从文献中得到，其单位是10^-18静电单位-厘米。

本方法使用的非环烃在标准温度和压力下是液体以形成第一液相和第二相不是关键的，例如，在足够的压力和处于足够低的温度下，混合丁烷或戊烷和一种操作溶液能形成第一液相和第二相。

要求非环烃溶解度参数小于8是关键的，希望溶解度参数小于7.5，如在正烷烃中观察到的，效力的增加与溶解度参数成反比，也已观察到烷烃的溶解度参数随支链增加而降低，因此，一种不确定组成的非环烃，例如工业二十烷，其溶解度参数7.8，氢键指数是零，偶极矩是零，因而适用于本方法。