雙氧水用途及生產(chǎn)工藝2017年7月整理

1、雙氧水的應用及工業(yè)化生產(chǎn)工藝1、 雙氧水主要理化性質(zhì)純的過氧化氫H2O2是淡藍色粘稠液體，其水溶液稱為雙氧水，為無色透明液體，工業(yè)規(guī)格為27.5%、30%、35%、50%及70%。35%濃度的雙氧水在20時密度為1.132g/ml。 過氧化氫H2O2的沸點為150.2，相對分子量為34.01，能溶于水、乙醇，乙醚，不溶于苯和石油醚。濃度大于65%的雙氧水與有機物接觸易引起爆炸。PH是影響雙氧水穩(wěn)定性的一個因素，在酸性時比擬穩(wěn)定，PH4±0.5時最穩(wěn)定，一般使用磷酸作為穩(wěn)定劑。PH大于8時即劇烈分解。 雙氧水遇大局部的金屬雜質(zhì)會劇烈分解，所以雙氧水需使用塑料桶聚乙烯或聚四氟乙烯、純鋁純

2、度大于99.5%或不銹鋼槽車運輸。且不適合長距離運輸。二、雙氧水的應用領域我國雙氧水的下游應用領域主要是造紙行業(yè)用于紙漿漂白和廢紙脫墨，在廢紙再生循環(huán)利用中過氧化氫的氧化漂白作用可使廢紙脫去油墨后到達與原始紙漿同樣的白度，約占總消費量的37%。此外印染行業(yè)主要用作纖維的漂白劑，約占19%，化工合成主要用于環(huán)氧化物或過氧化物的生產(chǎn)行業(yè)約占32%，污水處理行業(yè)約占6%，其他領域占6%。造紙用雙氧水的市場主要集中在山東和華中一帶。印染行業(yè)用雙氧水的市場大都集中在華東的江蘇、浙江一帶。受環(huán)保等多方面因素的影響，印染企業(yè)關停較多，印染行業(yè)用雙氧水比例有所降低。雙氧水在化工合成行業(yè)的應用相對分散，而且大多

3、數(shù)企業(yè)有自己配套的雙氧水裝置，主要合成產(chǎn)品有環(huán)氧大豆油、己內(nèi)酰胺、環(huán)氧丙烷、二氧化硫脲、過碳酸鈉、亞氯酸鈉等。隨著丙烯價格的下降，環(huán)保要求的提高，雙氧水作為丙烯環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷的原料應用，會成為今后雙氧水應用增長的主要領域。過氧化氫能處理有機物，脫去污水中的淀粉、糖、酚、甲醛，以及硫、氰等污染物，治理效果十清楚顯。污水處理是近幾年也開始大量應用雙氧水的，主要是因為前期雙氧水整體產(chǎn)能小，價格較高，使用本錢高。現(xiàn)產(chǎn)能提升，雙氧水略顯過剩，價格走低，污水處理企業(yè)才開始使用，后期將會有大幅增加用量的可能。超凈高純電子級雙氧水是微電子行業(yè)中一種十分重要的高純試劑，主要用作半導體硅晶片清洗劑，蝕刻劑和光刻

4、膠去除劑，還可用于高級絕緣層制取，電鍍液無機雜質(zhì)去除，電子行業(yè)中銅、銅合金和鎵、鍺的處理，以及太陽能硅晶片的蝕刻和清洗。食品級雙氧水可應用于乳品飲料的包裝、設備、管道消毒，各類食品加工過程，以及醫(yī)療、環(huán)境衛(wèi)生等領域。適用于乳品飲料灌裝機、包裝材料的殺菌消毒。也用于食品纖維的脫色劑。雙氧水還可用于化裝品頭發(fā)漂白、染色和牙膏配制，電鍍液凈化除鐵，清洗純化設備，燃料電池，種子消毒，農(nóng)業(yè)廢料加工，火箭化學推進劑等食品級和電子級雙氧水濃度一般為30%和35%，由工業(yè)級雙氧水精制而成。3、 工業(yè)化生產(chǎn)方法 工業(yè)化應用的生產(chǎn)方法主要有1、電解法；2、異丙醇法；3、蒽醌法；4、氫氧直接合成法；5、氧陰極復原法

5、。目前電解法和異丙醇法已被淘汰，而直接合成法和氧陰極復原尚有很多技術問題沒有解決，目前世界上雙氧水的工業(yè)生產(chǎn)根本全部采用蒽醌法該方法1953年由杜邦公司開始使用。該方法以烷基蒽醌為工作載體。我國工作載體烷基蒽醌主要采用的是2-乙基蒽醌EAQ，將EAQ溶于有機溶劑一般為重芳烴和磷酸三辛脂TOP按一定比例組成中形成工作液，然后在催化劑鈀觸媒的作用下進行氫化和氧化反響，生成過氧化氫H2O2，然后將H2O2用純水從工作液中萃取出來，得到H2O2含量為27.5%的雙氧水，通過濃縮再加工為其他規(guī)格的雙氧水。整個蒽醌法生產(chǎn)工藝主要分為：氫化、氧化、萃取、凈化和后處理。為減少雙氧水的分解和保證產(chǎn)品的穩(wěn)定度，在

6、氧化和萃取過程中會參加少量磷酸作為穩(wěn)定劑，每噸雙氧水27.5%計約參加0.3公斤磷酸。主要反響方程式如下：1、氫化反響 2-乙基蒽醌EAQ 2-乙基氫蒽醌EHAQ 2、氧化反響 2-乙基氫蒽醌EHAQ 2-乙基蒽醌EAQ 從上面方程式可以看出，工作載體EAQ在反響中沒有被真正損耗。實際反響過程中會產(chǎn)生副反響如蒽醌被氫化為四氫化蒽醌，但四氫化蒽醌與蒽醌一樣能通過氫化和氧化反響得到H2O2，實際主要是通過烷基蒽醌和四氫化烷基蒽醌通過氫化再氧化的過程來獲得H2O2。世界上各公司采用的溶劑并不完全是磷酸三辛酯和重芳烴的混合液，但還是遵循蒽醌類溶劑C9-C11重芳烴和氫蒽醌類溶劑高級脂肪醇類或酯類組成的

7、混合溶劑，目前世界上各大公司使用的溶劑體系如下。1） 美國FMC：重芳烴+磷酸三辛酯體積比為7525，個別新裝置采用四丁基脲TBU取代磷酸三辛酯TOP；2） 索爾維：重芳烴+醋酸甲基環(huán)乙酯MCA體積比約為11，MCA優(yōu)點是對H2O2的分配系數(shù)高、粘度低、缺點是氫蒽醌溶解度低、沸點低；3） MGC：重芳烴+二異丁基甲醇DIBC，而且DIBC密度低0.81g/mL，可防止工作液密度過高，有利于萃取。雙氧水的生產(chǎn)因為涉及氫氣，有機溶劑及雙氧水，具有易燃易爆的特征，需要高度重視平安生產(chǎn)。四、每噸27.5%濃度雙氧水的局部原輔料的單耗情況物料名稱單耗氫氣210標方空氣1400標方氮氣10標方鈀觸媒0.1

8、公斤2-乙基蒽醌0.30.5公斤重芳烴5.0公斤磷酸三辛酯0.1公斤磷酸0.3公斤碳酸鉀2公斤純水1噸補充水5噸蒸汽0.2噸電180Kwh5、 國內(nèi)產(chǎn)能情況 國內(nèi)雙氧水的產(chǎn)量近幾年增長較快，2021年底有1000萬噸產(chǎn)能，2021年就到了1200萬噸，2021年底那么到了1400萬噸的產(chǎn)能，華東、華北和東北產(chǎn)能已明顯過剩。國內(nèi)50%以上雙氧水產(chǎn)能一般都配套有下游產(chǎn)品，吉林贏創(chuàng)的84萬噸雙氧水是為吉林神華的HPPO法環(huán)氧丙烷配套。如不像化肥企業(yè)和氯堿企業(yè)有自產(chǎn)或副產(chǎn)氫氣，企業(yè)將很難生存。國內(nèi)5萬噸以下裝置將被逐步淘汰，新建裝置最低也是10萬噸以上，國內(nèi)最早研究推廣蒽醌法工藝的陜西黎明化工研究院也

9、是國內(nèi)鈀觸媒的主要供給商改良了氫化固定床工藝，正在推廣，一些老裝置通過改造可提升氫化效率，使產(chǎn)能大幅提升。國內(nèi)主要廠家和產(chǎn)能如下：區(qū)域廠家1期規(guī)模2期規(guī)模3期規(guī)模小計/噸黑龍江1黑龍江黑化8,000 24,000 32,000 吉林1贏創(chuàng)840,000 840,000 吉林2吉林雙鷗60,000 60,000 河北1河北正元100,000 100,000 河北2河北石化纖100,000 100,000 河北3河北新化50,000 100,000 150,000 天津1天津大沽100,000 100,000 山東1菏澤東巨130,000 130,000 260,000 山東2陽煤恒通100,00

10、0 100,000 200,000 山東3濟寧太陽180,000 100,000 280,000 山東4濰坊新興120,000 120,000 山東5東營華泰60,000 100,000 180,000 340,000 山東6山東海力150,000 150,000 300,000 山東7德州實華100,000 100,000 山東8明水大化80,000 100,000 180,000 山東9海能40,000 40,000 山東10宏業(yè)40,000 40,000 山東11章丘日月15,000 15,000 山東12莘縣巨業(yè)50,000 50,000 山東13魯西200,000 200,000 2

11、00,000 600,000 山東14金安50,000 80,000 130,000 山東15高密建滔 60,000 60,000 山東16濱州海明 100,000 100,000 山東17濱化 100,000 100,000 山東18新龍 150,000 150,000 江蘇1 金橋130,000 130,000 江蘇2 揚農(nóng)20,000 20,000 60,000 100,000 江蘇3 常化60,000 100,000 160,000 江蘇4 江蘇理文60,000 100,000 160,000 江蘇5 益多15,000 35,000 50,000 江蘇6 海力150,000 150,0

12、00 300,000 江蘇7 菱蘇120,000 120,000 江蘇8 索爾維110,000 110,000 220,000 江蘇9 怡達400,000 400,000 上海1 阿科瑪140,000 140,000 280,000 浙江1 恒逸120,000 120,000 300,000 540,000 浙江2 名鑫100,000 100,000 浙江3 江山100,000 170,000 270,000 浙江4 金科60,000 60,000 120,000 浙江5 浙江嘉化60,000 60,000 浙江6 閏土 100,000 100,000 浙江7 新安江25,000 25,000

13、 50,000 浙江8 四明30,000 30,000 福建1 福建天辰130,000 130,000 260,000 福建2 龍化60,000 60,000 福建3 榕屏80,000 80,000 福建4 榕昌30,000 30,000 福建5 一化20,000 25,000 45,000 湖南1 智成150,000 150,000 100,000 400,000 湖南2 建滔60,000 60,000 60,000 180,000 湖南3 巴陵100,000 50,000 110,000 260,000 湖南4 長煉 280,000 280,000 湖南5 懷化70,000 70,000

14、140,000 山西1 蘭花150,000 150,000 山西2 山西潞寶150,000 150,000 山西3 太化 260,000 260,000 湖北1 三寧150,000 150,000 湖北2 當陽60,000 150,000 210,000 湖北3 湖北融升150,000 150,000 湖北4 益和40,000 100,000 140,000 280,000 湖北5 晨鳴 180,000 180,000 安徽1 中能60,000 10,000 300,000 370,000 安徽2 安徽金禾150,000 200,000 350,000 安徽3 國泰150,000 150,000 安徽4 淮化 40,000 40,000 河南1 神馬 130,000 130,000 河南2 河南駿化 150,000 150,000 河南3 宏大50,000 100,000 150,000 河南4 時和興12,000 12,000 江西1 蘭太150,000 150,000 江西2 樟樹80,000 80,000 江西3 江西理文150,000 180,000 330,000 江西4 樂安江40,000 40,000 廣東1 東陽光 130,000 130,000 260,000 廣