Brevet FR2637581A1 — publié le 19900413

PROCEDE DE FABRICATION DE PEROXYDE D'HYDROGENE La présente invention concerne un procedé de fabri- cation de peroxyde d'hydrogène à partir d'hydrogène et d'oxygène en présence d'un milieu aqueux contenant un cataly- seur à base d'un métal noble du groupe VIII de la table périodique ou groupe du platine en l'absence d'un composé organique. Il est connu de fabriquer le peroxyde d'hydrogène selon un tel procéde et, par exemple, les brevets des Etats Unis d'Amérique n'4681751, n'4661337, n'4279883, n'4009252 ou la demande de brevet européen n'0274830, illustrent la technique connue. Celle-ci évite certes le danger inhérent à la présence d'un composé organique mais laisse subsister le danger d'explosion lié au seul mélange d'hydrogène et d'oxygène, sauf à s'imposer la dilution de ce mélange par un inerte en proportion très élevée ou un rapport oxygène/hydro- gêne prédéterminé. Il a maintenant été trouvé un procéde, objet de la présente invention, qui satisfait au critère de sécurité, permet tout choix des proportions d'hydrogène et d'oxygène engagées et facilité le recyclage de l'un et de l'autre. La présente invention consiste en un procédé cataly- tique de fabrication de peroxyde d'hydrogène à partir d'hydro- gêne et d'oxygène à une pression supérieure à la pression atmosphérique dans un milieu aqueux exempt de composé organi- que et contenant comme catalyseur un métal noble du groupe du platine, procédé dans lequel le milieu aqueux est mis en contact tout d'abord avec l'hydrogéne,ensuite avec l'oxygène, caractérisé en ce -qu'il ne subsiste avec le milieu aqueux quand l'oxygène intervient, qu'une partie de l'hydrogène mis tout d'abord en contact avec ledit milieu, suffisamment petite pour qu'avec l'oxygène la phase gazeuse soit non inflammable et non explosive. Pour ne laisser subsister avec le milieu aqueux que la partie désirée d'hydrogène on peut par exemple éliminer la partie non désirée d'hydrogène du milieu de réaction en amenant celui-ci à une pression pratiquement égale à La pression atmosphérique et en balayant la phase gazeuse par un inerte comme l'azote. Cette façon de faire convient a une réalisation du procéde en discontinu. Dans le même but que ci-dessus on peut aussi sous- traire le milieu aqueux du milieu de réaction dans lequel il éteé tout d'abord mis en contact avec l'hydrogène, pour le soumettre ensuite à l'action de l'oxygène. Cette façon de faire convient à une réalisation du procéde en continu. En continu, comme en discontinu, le milieu aqueux qui est récupéré après l'intervention de l'oxygène peut être à nouveau soumis au procédé de l'invention. Pour ce qui concerne l'inflammabilité ou l'explosi- vité de la phase gazeuse, on peut se reporter par exemple au Bulletin 503, Bureau of Mines, 1952, "Limits of flammability of Gases and vapors", par H.F. COWARD et G.W. JONES. Le procéde de l'invention, sauf bien entendu pour ce qui le caractérise, peut être réalisé comme les procédes connus. Par exemple, le milieu aqueux peut être de l'eau uniquement mais il est de préférence constitué d'une solution aqueuse contenant un acide comme l'acide chlorhydrique et encore, le cas échéant, par exemple des ions tels que les ions halogénures, des stabilisants du peroxyde d'hydrogène comme un phosphate. En ce qui concerne le catalyseur, il est de préfé- rence mis en oeuvre à l'état supporté. Parmi les métaux nobles du groupe du platine, ce métal même et le palladium sont souvent préférés. Le procédé est réalise en réacteur résistant à la pression et à la corrosion, étanche, en particulier à l'hydro- géne, et muni des divers systèmes nécessaires et habituels comme, par exemple, de réglage de la température et de la pression. Pour plus d'informations sur le milieu aqueux, sur le catalyseur et sur l'appareillage, on peut se reporter aux descriptions de chacun d'eux, fournies, par exemple, par les brevets des Etats Unis d'Amérique n'3336112, n'3361533, n'4009252, n'4279883, n'4681751 et la demande de brevet européen n'0274830. La température à laquelle est réalise le procédé est le plus généralement comprise.entre environ -10'C et +30'C. La pression d'hydrogène tout d'abord appliquée au milieu aqueux peut être comprise entre des Limites assez 1o éloignees, par exemple entre environ 5 bars et 100 bars. La pression d'oxygène appliquée ensuite au milieu aqueux peut être comprise entre des limites assez éloignées, par exemple entre environ 5 bars et 100 bars. Les exemples suivants, donnés a titre indicatif mais non limitatif, illustrent l'invention. Exemple 1: Dans un autoclave métallique de 0,3 litre dont les parois comme les équipements internes, tels que ceux assurant l'agitation ou la connaissance de la température, sont proté- ges par un revêtement de polytétrafluoroethylene, on met en contact un milieu aqueux constitué de 20 cm d'une solution aqueuse d'acide chlorhydrique 0,1 N qui contiennent 0,03 g d'un catalyseur formé de 5 % de palladium sur charbon et commercialisé par la société Engelhard, avec 50 bars d'hydrogène, pendant 3 - heures sous agitation à une température égale à +10'C. Au terme de ces 3 heures, le milieu de réaction que constituent dans l'autoclave la phase gazeuse et, à son contact, le milieu aqueux contenant le catalyseur, est amené à pression pratiquement atmosphérique toujours à +10'C mais sans agitation, puis un courant d'azote est admis dans la phase gazeuse de l'autoclave jusqu'à ce qu'elle contienne moins de 4,5 % d'hydrogène en volume. On ajoute alors dans l'autoclave une pression d'oxy- gène égale à 70 bars et on laisse la phase gazeuse et le milieu aqueux en contact à +10'C sous agitation durant 20 minutes. Au terme de cette durée, Le milieu aqueux contient ,1 mg. de peroxyde d'hydrogène. Exemple 2: L'exemple 1 est répété mais la quantité de cataly- seur mis en oeuvre est cette fois de 0,3 g. Au terme de sa mise en contact avec L'oxygène, le milieu aqueux contient mg. de peroxyde d'hydrogène. ExemDple 3: En procédant comme dans l'exemple 1 mais en mettant en oeuvre, au lieu de 0,03 g. du catalyseur au palladium, 0,03 g. d'un catalyseur constitué de 10 X de platine sur charbon, commercialisé par la société MERCK, le milieu aqueux contient après intervention de l'oxygène 6 mg. de peroxyde d'hydrogène. REVENDICATIONS 1. Procéde catalytique de fabrication de peroxyde d'hydrogène à partir d'hydrogène et d'oxygene à une pression supérieure à la pression atmopshérique, dans un milieu aqueux exempt de composé organique et contenant comme catalyseur un métal noble du groupe du platine, procéde dans lequel le milieu aqueux est mis en contact tout d'abord avec l'hydrogène, ensuite avec l'oxygéne, caractérisé en ce qu'il ne subsiste avec le milieu aqueux quand l'oxygène intervient, qu'une partie de l'hydrogène mis tout d'abord en contact avec ledit milieu, suffisamment petite pour qu'avec l'oxygène la phase gazeuse soit non inflammable et non explosive. 2. Procéde selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour ne laisser subsister avec le milieu aqueux que la partie désirée d'hydrogène, la partie non désirée d'hydrogène est éliminée du milieu de réaction en amenant celui-ci à la pression atmosphérique puis en balayant la phase gazeuse par un gaz inerte comme l'azote. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour ne laisser subsister avec le milieu aqueux que la partie désirée d'hydrogène, le milieu aqueux est soustrait du milieu de réaction dans lequel il a été tout d'abord mis au contact de l'hydrogène. 4. Procédé selon l'une des revendications I à 3, caractérisé en ce que le milieu aqueux est mis tout d'abord au contact d'une pression d'hydogène comprise entre 5 bars et bars. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le milieu aqueux est mis en contact avec une pression d'oxygène comprise entre 5 bars et 100 bars. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la température à laquelle est réalisée le procédé est comprise entre -10'C et + 30'C. 7. Procéde selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le métal noble est le platine ou le p35 aladim. pa-lladium. 8. Procéde selon l'une des revendications 1 à 7, caractérise en ce que le milieu aqueux contient des ions halogénures. 9. Procéde selon l'une des revendications 1 à 8, caractérise en ce qu'il est répété avec le milieu aqueux auquel il conduit après intervention de l'oxygène.