雙氧水調(diào)研報告

雙氧水是一種綠色化工產(chǎn)品，其生產(chǎn)和使用過程幾乎沒有污染，故被稱為“清潔”的化工產(chǎn)品，作為氧化劑、漂白劑、消毒劑、脫氧劑、聚合物引發(fā)劑和農(nóng)業(yè)廢料加工等行業(yè)。隨著人民生活水平和生活質(zhì)量的提高以及環(huán)保意識的加強，將進一步推動雙氧水的進展，其開發(fā)利用前景寬闊。生產(chǎn)技術及其進展目前，世界上雙氧水的生產(chǎn)方法主要有電解法、葸醌法、異丙醇法、陰極方法。異丙醇法異丙醇法是以過氧化物為誘發(fā)劑，用空氣或氧氣對異丙醇進展液相氧化，有機溶劑萃取凈化，得到雙氧水，同時副產(chǎn)丙酮。該法的缺乏之處是聯(lián)產(chǎn)的丙目前已經(jīng)被淘汰。電解法電解法是生產(chǎn)雙氧水的最早方法，于1908年實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，以后經(jīng)過不203將后者水解，生成雙氧水，電解所用的電解槽是以鉑為陽極，以鉛或石墨為陰水溶液，然后將其在鉛、石墨或鋯管組成的水解器中減壓水解、蒸發(fā)，蒸出的30-35%的雙氧水水溶液。缺乏之處是該法進展生產(chǎn)。1.3葸醌法生產(chǎn)雙氧水是目前世界上該行業(yè)最為成熟的生產(chǎn)方法之一，國外大的都是葸醌法。法，后經(jīng)屢次改進使該技術日趨成熟。其工藝為2-烷基葸醌與有機溶劑配制成0.30MPa55-65℃H240-44℃下與空氣(或氧氣)進展逆流氧化，經(jīng)萃取、再生、精制與濃縮制得到HO27.5%35.0%、2270.0%等幾種規(guī)格的產(chǎn)品。2080劑的固定床工藝漸漸顯示出氫化設備構造簡潔、裝置生產(chǎn)力量大、生產(chǎn)過程中近期建裝置及老廠的工藝改造幾乎都承受葸醌法，多承受鈀催化固定床，鎳-鈀混合床。氣和氧氣、工作液的爭辯以及葸醌加氫工藝的爭辯等幾個方面。氫化催化劑氫化催化劑是蒽醌法生產(chǎn)的關鍵技術之一。該領域始終是國內(nèi)外雙氧水爭辯兩大類。鎳系催化劑是由鋁鎳合金粉經(jīng)堿液處理和用芳烴脫水后制得，其具有高的

2 22小規(guī)模的生產(chǎn)裝置中，且漸漸被淘汰。鈀催化劑是當前葸醌氫化反響使用最多的催化劑，它一般分為鈀系固定床最大限度地與工作液和氫氣接觸并發(fā)生反響。鈀系固定床催化劑用于固定床蒽醌氫化的鈀負載型催化劑，其關鍵之一是載體的選擇。涉及Pd/載體催化劑，例如，MGC公司承受(0.5%-2.0%)Pd/AlO催化劑，F(xiàn)MC公司承受顆粒催化劑0.3%Pd/AlO23 23，該公司有專利稱，在固定床內(nèi)分段穿插裝填催化劑和惰性顆粒物(如AlO等)，23可顯著提高催化劑生產(chǎn)力量，削減降解物生成。中因葸醌在催化劑孔道中滯留時間過長而深度加氫等問題，從而提高其催化劑的選擇性；同時又到達降低鈀含量和催化劑生產(chǎn)本錢的目的。成，各個催化劑通道幾何外形相近，使得反響物流經(jīng)通道時的壓力降和反響物到外表間距甚短，氫化物易集中出，可防止降解副反響。因其壓降較傳統(tǒng)催化料的混合，改善流體在床層內(nèi)的分布，最終提高了氫化器的生產(chǎn)力量。蜂窩催副產(chǎn)物的生成量。將蜂窩催化劑和整體催化劑用于葸醌氫化工藝則是近年來的抑制葸醌降解和降低鈀含量的作用，還可改善反響物料在床層內(nèi)向催化劑外表傳質(zhì)，從而提高滴流床內(nèi)催化劑的總體效能。鈀系懸浮床催化劑除固定床外，氫化還可在懸浮床中進展。用于懸浮床氫化的鈀系催化劑有AlOSiOAlO23 2 2320-40050-30025-400mVg。而當催化劑承受低外表的無定形SiO做載體，具有良好的活性和選擇性，削減了葸醌的降解，2AlOHO23 2無載體的鈀黑催化劑能消退載體的影響，較軟的鈀顆?？梢员荛_對設備的磨損。爭辯覺察，制備鈀黑催化劑時，如添加少量過渡金屬(相當于鈀量的Fe、Cr、Ni、Ti、Zr、Al、Ce、La、MgCo(Fe、CrNi化劑的再生很麻煩，因此無載體的鈀催化劑具有便于回收利用的優(yōu)勢。隨著氫SolvayInterox2%Pd/AlO-SiO-NaO，該催化劑分散性好，活性及選擇高，利用率高，蒽醌降解23 2 2響，顆粒較軟不會磨損頻繁開閉的閥門，消耗低。工作液工作液主要是由工作載體和溶解工作載體的溶劑組成。工作載體主要是葸2-乙基蒽醌(EAQ)，也可以承受其他2-烷基葸醌，如2-戊基葸醌、2-特丁基葸醌、2-作為工作載體，例如葸醌和與其相對應的四氫衍生物的混合物。Glenneberg人提出利用至少兩種具有不同取代基團的2-烷基葸醌或它們的四氫衍生物作為甲基-3-2-(4-甲基戊基)葸醌和2-(C-C1 6溶劑的性質(zhì)不僅直接打算裝置的生產(chǎn)力量，而且對氫化、氧化和萃取操作過程的效率，有效葸醌的降解都有較大影響。因此，對于溶劑的選擇，一般要求與水分層明顯，粘度小，毒性低等優(yōu)點。在通常狀況下，溶劑一般都是由兩種有機物質(zhì)混合配制而成，一種主要作為葸醌的溶劑，另一種主要作為氫葸醌的溶CC兩種，以C9 10

芳烴為主。近年來，由于C9高的附加值，因此C芳烴在雙氧水生產(chǎn)領域的應用呈逐年增長的趨勢。氫葸醌10的溶劑則多承受高級脂肪醇類、有機酸或無機酸的酯類，如磷酸三辛酯(TOP)、(2-MCHA)等。依據(jù)相關爭辯人員的報道，在一樣的條件下，氫蒽醌在TBUTOPTBU爭辯覺察，含氮的極性溶劑，如碳酰胺衍生物和芳基酰胺取代物，用烷基取代脲如四烷基脲做溶劑等都可以提高過氧化氫的產(chǎn)量，生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品。近年來，超臨界流體的應用引起了化工界學者的廣泛的興趣，用廉價、無毒、不燃的超臨界二氧化碳代替有機葸醌溶劑可避開有機溶劑對過氧化氫的污BeckmanE.J.CO2的葸醌類似物來合成雙氧水，主要工藝過程包括：(1)合成能溶于二氧化碳中的葸醌類似物；(2)在二氧化碳中，葸醌類似物與氫反響，得到相應的氫化葸醌類似物；(3)氫化葸醌類似物與氧反響，合成雙氧水，并且重獲得可循環(huán)使用的α-苯乙醇的衍生劑制備雙氧水工藝相比，該工藝反響的混合物更易分別，其傳質(zhì)速率的影響可化碳基團不僅增加了其在二氧化碳中的溶解度，同時會產(chǎn)生位阻效應，在催化使用壽命，相應削減雙氧水中的雜質(zhì)含量。氫氣和氧氣氫氣是生產(chǎn)過氧化氫的主要原料，約占生產(chǎn)本錢的1/4，由于氫氣的特別產(chǎn)裝置遲遲沒有擴建，就是由于在很大程度上受到了氫氣來源的制約。氫氣的副產(chǎn)氫、自然氣水蒸氣轉(zhuǎn)化制氫和甲醇裂解制氫等。通過對各種氫源進展綜合這樣可以大大節(jié)約投資和降低過氧化氫的生產(chǎn)本錢。純氧在氧化尾氣中含量較加氫工藝者是硅酸鹽。由于微波增加了工作液的氫化，因此與現(xiàn)有的工藝相比，氫化反響48%。AkzoNobelEka(monolithic)催化劑氫化工藝，氫化過程床時，與各通道內(nèi)催化劑的接觸狀況和時間根本一樣，可避免局部反響不均，催化劑具有很大的幾何外表積和催化活性，裝置生產(chǎn)力量可明顯提高，且能在長期運轉(zhuǎn)中保持穩(wěn)定；勿需催化劑分別特別裝置，工藝過程簡化，操作便利。Degussa3m/s，工作溫度為100℃左右，確定壓力為1500kPa。催化劑為鈀黑，工作液與H進入氫化212g/L。Kemira公司承受管式氫化反響器，內(nèi)有多個由惰性材料制成的靜態(tài)混臺器，每個混合器后有一催化劑段，呈蜂窩(honeycomb的固定床型氫化器。Solva~Interox、AtofinaMGCSolvayInteroxAtofina2%Pd/AlO/SiO/NaO；MGC(0.5%-2%)Pd/AlO23 2 2 23益高，加之萃取時HO安排系數(shù)大，萃取產(chǎn)品濃度高，質(zhì)量分數(shù)高達40%；葸醌22行費用低。利用率低，反應速度受氫的集中影響等。雙氧水生產(chǎn)中葸醌加氫承受流化床工時，由于流化床工藝使蒽醌氫化反響均勻，避開反響過程局部熱點形成而導致工作液降解，有利于提高雙氧水產(chǎn)品質(zhì)量，更好地滿足食品等行業(yè)的需求。氫氧直接化合法由氫氧化合制備雙氧水是一種具有環(huán)保意義的最直接最簡捷和最經(jīng)濟的合Pt-Pd0-25℃，壓2.9-17.3MPa13%-25%，反響可以連續(xù)進展。該方法除去了蒽醌法需要的很多設備和原料，裝置費用可以比蒽醌法削減50%，產(chǎn)品本錢也顯著降低。通常選擇Pd鉬和氧化釩等作為助劑。但是氫氧直接合成法有兩個主要弊端，第一是H和O2 2在很大一個濃度范圍內(nèi)簡潔爆炸，因此需要調(diào)整H和O的比例，或者在反響物2 2中參加稀釋劑，如N，CO或Ar，這些都會影響到合成反響，限制反響物的濃2 2氣氧化成水，或者使雙氧水分解。因此安全隱患成為制約氫氧直接合成法制雙的目的。氫氧直接合成雙氧水雖然承受水作為反響介質(zhì)，但由于使用含溴的有機物氧直接反響合成雙氧水，可以較好地解決以上問題。碳相中應有肯定的溶解度，在反響溫度25℃、反響壓力為10.4MPa時，其溶解1mmol/LM(LM子、LX，r：1-3，t：12；中心離子一般為Pd2+，配位體通常承受含磷和氟的有機化合物。在直接法中承受二氧化碳作為反響介質(zhì)可以解決生產(chǎn)中的很多問題：(1)器頂部氣相區(qū)混合而可能引起爆炸的問題；(2)氫和氧四周的液態(tài)或超臨界二氧提高了反響速率；(4)雙氧水在二氧化碳相態(tài)中具有較低的粘性及溶解度，有利好的催化劑。LandonP以磺化的碳化合物作為載體；以鈀及金作催化劑，該催化1-2℃，且能縮短反響時間，該催化劑也EdwardsLK.的收率能進一步提高。陰極陽極復原法Traub18822070收裝置中轉(zhuǎn)變成雙氧水。通常從電解液中回收雙氧水主要是借助鈣鹽的沉淀作用，生成過氧化鈣，后者經(jīng)過濾、分別，再以二氧化碳分解，即得到雙氧水和碳酸鈣；分出的鈣鹽經(jīng)煅燒處理，還可產(chǎn)生二氧化碳和氧化鈣，加以循環(huán)利用。0.5-1.0mol/LHO-(相當雙氧水的質(zhì)量分數(shù)為22%-3%)，同時含有肯定量的堿，經(jīng)回收處理后可得到質(zhì)量分數(shù)為10%-30%的雙氧氧水水溶液，濃度偏低。真空富集法Kvaemer公司在2023i產(chǎn)出的雙氧水濃度高且本錢低。該反響在有機溶劑中比在水中進展得快，由于40-60℃，氣體中?(H)=40%，?(O)=10%-20%，2 2其余為N。使用的催化劑為質(zhì)量分數(shù)90%的鈀加上質(zhì)量分數(shù)10%的鉑。目前，這2一工程仍舊處