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實(shí)用文檔過(guò)氧化氫的生產(chǎn)工藝研究【摘要】:本論文主要對(duì)過(guò)氧化氫的基本概念、相關(guān)的性質(zhì)、用途、生產(chǎn)現(xiàn)狀以及主要的生產(chǎn)方法等進(jìn)行了簡(jiǎn)單的概述,接下來(lái),本論文對(duì)蒽醌法生產(chǎn)過(guò)氧化氫工業(yè)生產(chǎn)原理及工藝方法等進(jìn)行了重點(diǎn)研究,希望本論文的相關(guān)研究及分析工作能夠?yàn)檫^(guò)氧化氫的生產(chǎn)工藝研究提供一定的參考價(jià)值及借鑒意義。關(guān)鍵詞:生產(chǎn)工藝;過(guò)氧化氫;蒽醌法;生產(chǎn)原理1、過(guò)氧化氫的相關(guān)特性及其應(yīng)用1.1物理及化學(xué)性質(zhì)對(duì)于過(guò)氧化氫來(lái)講,它又被稱為雙氧水,其化學(xué)式為:H2O2,分子量大概為34.0146,它的結(jié)構(gòu)式為:H-O-O-H[1]。通常情況下,它的外觀是一種沒(méi)有顏色的透明液體,也沒(méi)有毒,但是,它對(duì)皮膚是具有一定侵蝕作用的,當(dāng)不小心使皮膚接觸到過(guò)氧化氫會(huì)產(chǎn)生燃燒感及疼痛感。另外,過(guò)氧化氫也是一種強(qiáng)氧化劑,如果其遇到堿、重金屬等的時(shí)候會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),并且產(chǎn)生大量的熱量,當(dāng)與可燃性物質(zhì)接觸的時(shí)候就會(huì)發(fā)生氧化自然現(xiàn)象。1.2過(guò)氧化氫的應(yīng)用由于過(guò)氧化氫的相關(guān)性質(zhì)非常活潑,因此,其在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。它主要應(yīng)用到化工、紡織、電子、污水處理、醫(yī)藥、建筑工業(yè)、航空航天業(yè)、食品和奶制品用于殺菌消毒等諸多領(lǐng)域,另外,它也是非常重要的化工原料。過(guò)氧化氫具有多種功能效果,如具有漂白作用、消毒作用、氧化作用等。2、過(guò)氧化氫的主要生產(chǎn)方法過(guò)氧化氫的主要生產(chǎn)方法包括:電解法、蒽醌法、空氣陰極法、以及氫氧直接合成法、異丙醇法等[2]。電解法。該種方法最早是在1853年由Medinger發(fā)現(xiàn)的,當(dāng)時(shí)主要是在電解硫酸的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了該方法,之后,在不斷的實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐中進(jìn)行了多次改進(jìn)。從最初的過(guò)硫酸法逐漸改進(jìn)成過(guò)硫酸鉀法,更進(jìn)一步的,其改進(jìn)到過(guò)硫酸銨法,并且,它成為了上個(gè)世紀(jì)前半期的過(guò)氧化氫的主要生產(chǎn)方法。對(duì)于過(guò)硫酸銨法來(lái)講,它是以石墨作為陰極,鉑作為陽(yáng)極來(lái)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的,它的化學(xué)方程式為:異丙醇法。該種方法以異丙醇作為原料,并且以過(guò)氧化氫作為引發(fā)劑,用氧氣等來(lái)進(jìn)行液相氧化,從而生成丙酮和過(guò)氧化氫[3]。該種方法存在一定的缺點(diǎn),如投資大,需要消耗大量的異丙醇等,另外,采用該種方法生產(chǎn)出來(lái)的過(guò)氧化氫是比較難分離的,也很難提純,因此,在工業(yè)等領(lǐng)域?qū)υ摲椒ú捎玫暮苌?。蒽醌法。?953年的時(shí)候,美國(guó)杜邦公司首次采用該種方法來(lái)生產(chǎn)過(guò)氧化氫,并且,到了1980年左右的時(shí)候,該種方法已經(jīng)成為世界上生產(chǎn)過(guò)氧化氫的主要生產(chǎn)方法。由于其生產(chǎn)成本非常低,故其向著自動(dòng)化、大規(guī)?;确较蜻M(jìn)行發(fā)展。該種方法生產(chǎn)過(guò)氧化氫的原理過(guò)程為:通過(guò)將a-烷基蒽醌溶于有機(jī)溶劑當(dāng)中,這樣就會(huì)制成工作液,然后在催化劑鈀觸煤的作用下,通氫氣之后被還原,使烷基蒽醌變成烷基氫蒽醌,后者再通過(guò)氧氣進(jìn)行氧化,在氫蒽醌轉(zhuǎn)化為原來(lái)的蒽醌的同時(shí),生產(chǎn)過(guò)氧化氫,用水萃取工作液當(dāng)中的過(guò)氧化氫,再經(jīng)過(guò)凈化、蒸餾處理,即成為產(chǎn)品,并且,工作液是可以循環(huán)使用的,它的化學(xué)反應(yīng)方程式為:3、過(guò)氧化氫的生產(chǎn)原理及生產(chǎn)工藝流程3.1化學(xué)反應(yīng)方程式通過(guò)采用蒽醌法來(lái)生產(chǎn)過(guò)氧化氫,它的化學(xué)反應(yīng)方程式為:氫化過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)方程式:
2)氧化過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)方程式:3.2生產(chǎn)工藝原理就目前來(lái)講,蒽醌法是我國(guó)生產(chǎn)過(guò)氧化氫的主要方法。它的工藝原理大致為:把烷基蒽醌與有機(jī)溶劑通過(guò)采取一定的方式配制成工作溶液,在溫度為55-65℃的條件下,壓力為0.30MPa的情況之下,并且,在有催化劑存在的條件下,通入氫氣進(jìn)行氫化,然后,再到40-44℃下,通過(guò)與氧氣進(jìn)行逆流氧化,最后通過(guò)采取萃取、再生、精制與濃縮制來(lái)制得過(guò)氧化氫水溶液產(chǎn)品[4]。3.3工藝流程圖生產(chǎn)過(guò)氧化氫的工藝流程簡(jiǎn)圖如下圖3-1所示。3-1工藝流程簡(jiǎn)圖過(guò)氧化氫的生產(chǎn)工藝流程圖如下圖3-2所示。圖3-2蒽醌法生產(chǎn)過(guò)氧化氫工藝流程的方框圖該工藝流程主要分為四個(gè)工序,即工作液的氧化、氫化液的氧化、氧化液中過(guò)氧化氫的萃取和萃取液的凈化、工作液的后處理。4、結(jié)束語(yǔ)通過(guò)上文分析可以知道,不管是在工業(yè)生產(chǎn)中還是在我們的生活當(dāng)中,對(duì)過(guò)氧化氫的使用頻率越來(lái)越高,并且,它的用途也是非常的廣泛。但是,過(guò)氧化氫同其它任何產(chǎn)品一樣具有價(jià)值性,只有通過(guò)依靠科技手段來(lái)優(yōu)化和完善過(guò)氧化氫的生產(chǎn)工藝過(guò)程,這樣才能夠提高其生產(chǎn)能力以及降低整個(gè)生產(chǎn)成本,從而為其創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。另外,相關(guān)的化學(xué)工作者或者專家等人也一直在努力研究更優(yōu)的過(guò)氧化氫的生產(chǎn)工藝流程,也在不斷努力的研究、探索新型、高效、以及潔凈的蒽醌氫化催化劑。參考文獻(xiàn):[1]謝秀芳.DCS在雙氧水生產(chǎn)裝置中的應(yīng)用[J].福州市:中國(guó)工控網(wǎng),2010,(01):9-14.[
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