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H₂O₂ उत्पादन के लिए एंथ्राक्विनोन प्रक्रिया

1936-01-01
  • Hans Joachim Riedl
  • Georg Pfleiderer
एंथ्राक्विनोन प्रक्रिया का उपयोग करके हाइड्रोजन पेरोक्साइड उत्पादन के लिए औद्योगिक सुविधा।.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

1930 के दशक में विकसित एंथ्राक्विनोन प्रक्रिया, प्रमुख औद्योगिक प्रक्रिया है। तरीका हाइड्रोजन पेरोक्साइड के उत्पादन के लिए। इसमें एंथ्राक्विनोन व्युत्पन्न का हाइड्रोजनीकरण करके एंथ्राहाइड्रोक्विनोन बनाया जाता है, फिर हवा के साथ इसका ऑक्सीकरण करके मूल एंथ्राक्विनोन को पुनः उत्पन्न किया जाता है और हाइड्रोजन पेरोक्साइड का उत्पादन किया जाता है। इसके बाद H₂O₂ को पानी से निकाला जाता है और सांद्रित किया जाता है, जिससे एक सतत और कुशल चक्र बनता है।

एन्थ्राक्विनोन प्रक्रिया, जिसे रीडल-फ्लीडरर प्रक्रिया के नाम से भी जाना जाता है, उत्प्रेरक चक्र का एक उत्कृष्ट उदाहरण है। यह प्रक्रिया कार्बनिक विलायकों के मिश्रण में 2-एल्किलएन्थ्राक्विनोन (जैसे, 2-एथिलएन्थ्राक्विनोन) के विलयन से शुरू होती है। इस विलयन का हाइड्रोजनीकरण एक उत्प्रेरक, आमतौर पर ठोस आधार पर पैलेडियम, का उपयोग करके किया जाता है। हाइड्रोजनीकरण क्विनोन समूहों को हाइड्रोक्विनोन समूहों में अपचयित करता है, जिससे 2-एल्किलएन्थ्राहाइड्रोक्विनोन बनता है। यह अपचयन चरण है। इसके बाद, विलयन को एक ऑक्सीकारक पात्र में स्थानांतरित किया जाता है जहाँ इसे संपीड़ित वायु से बुदबुदाया जाता है। वायु में मौजूद ऑक्सीजन एन्थ्राहाइड्रोक्विनोन को वापस मूल 2-एल्किलएन्थ्राक्विनोन में ऑक्सीकृत कर देती है, और इस प्रक्रिया में हाइड्रोजन पेरोक्साइड उत्पन्न करती है। कुल अभिक्रिया H₂ + O₂ → H₂O₂ है। बनने वाला हाइड्रोजन पेरोक्साइड कार्बनिक विलायक मिश्रण में अघुलनशील होता है और इसे विखनिजीकृत जल का उपयोग करके निकाला जाता है। परिणामी जलीय विलयन में आमतौर पर भार के अनुसार लगभग 40% H₂O₂ होता है। इस विलयन को निर्वात आसवन द्वारा शुद्ध और सांद्रित करके विभिन्न व्यावसायिक ग्रेड प्राप्त किए जा सकते हैं, जो विशेष अनुप्रयोगों के लिए 70% या उससे भी अधिक तक हो सकते हैं। पुनर्जीवित एंथ्राक्विनोन युक्त कार्बनिक विलयन को सुखाकर हाइड्रोजनीकरण चरण में पुनः पुनर्चक्रित किया जाता है, जिससे यह प्रक्रिया एक सतत चक्र बन जाती है। इसमें केवल हाइड्रोजन और ऑक्सीजन (वायु से) ही शुद्ध इनपुट होते हैं, और केवल हाइड्रोजन पेरोक्साइड (और जल) ही आउटपुट होता है।

एल्काइल समूह और विलायक प्रणाली का चयन प्रक्रिया की दक्षता के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह घुलनशीलता, अभिक्रिया दर और मध्यवर्ती पदार्थों की स्थिरता को प्रभावित करता है। कुछ दुष्प्रभाव भी हो सकते हैं, जिससे एंथ्राक्विनोन का अपघटन हो सकता है, जिसके लिए कार्यशील विलयन को समय-समय पर पुनःपूर्ति और शुद्ध करना आवश्यक होता है। इसके बावजूद, यह प्रक्रिया अत्यधिक कुशल और विस्तार योग्य है, यही कारण है कि यह 80 वर्षों से अधिक समय से थोक H₂O₂ उत्पादन की मानक विधि बनी हुई है।

UNESCO Nomenclature: 2208
कार्बनिक रसायन विज्ञान

Type

रासायनिक प्रक्रिया

व्यवधान

इंक्रीमेंटल

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • क्विनोन/हाइड्रोक्विनोन रेडॉक्स रसायन विज्ञान की समझ
  • औद्योगिक स्तर पर उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण तकनीकों का विकास
  • रासायनिक अभियांत्रिकी में प्रगति, विशेष रूप से द्रव-द्रव निष्कर्षण और आसवन
  • पैलेडियम की खोज एक प्रभावी हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरक के रूप में हुई है।

आवेदन

  • लुगदी और कागज उद्योग के लिए हाइड्रोजन पेरोक्साइड का बड़े पैमाने पर उत्पादन
  • प्रोपिलीन ऑक्साइड जैसे रासायनिक मध्यवर्ती पदार्थों का निर्माण
  • इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग के लिए उच्च शुद्धता वाले हाइड्रोजन पेरोक्साइड का उत्पादन
  • अपशिष्ट जल उपचार सुविधाओं के लिए आपूर्ति

पेटेंट:

  • US2158525A
  • US2215883A

संभावित नवाचार विचार

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संबंधित विषय: एंथ्राक्विनोन प्रक्रिया, औद्योगिक रसायन विज्ञान, हाइड्रोजन पेरोक्साइड उत्पादन, रीडल-फ्लीडरर, उत्प्रेरक चक्र, हाइड्रोजनीकरण, ऑक्सीकरण, 2-एथिलएंथ्राक्विनोन, पैलेडियम उत्प्रेरक, रासायनिक अभियांत्रिकी।

ऐतिहासिक संदर्भ

H₂O₂ उत्पादन के लिए एंथ्राक्विनोन प्रक्रिया

1930
1931
1932
1936-01-01
1938
1940
1950
1930
1931
1932
1933
1937
1940
1947
1950

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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