雙氧水調(diào)研報(bào)告

雙氧水是一種綠色化工產(chǎn)品，其生產(chǎn)和使用過(guò)程幾乎沒(méi)有污染，故被稱(chēng)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(shí)的加強(qiáng)，將進(jìn)一步推動(dòng)雙氧水的進(jìn)展，其開(kāi)發(fā)利用前景寬闊。生產(chǎn)技術(shù)及其進(jìn)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(guò)氧化物為誘發(fā)劑，用空氣或氧氣對(duì)異丙醇進(jìn)展液相氧化，有機(jī)溶劑萃取凈化，得到雙氧水，同時(shí)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(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，以后經(jīng)過(guò)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(yáng)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(jìn)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(guó)外大的都是葸醌法。法，后經(jīng)屢次改進(jìn)使該技術(shù)日趨成熟。其工藝為2-烷基葸醌與有機(jī)溶劑配制成0.30MPa55-65℃H240-44℃下與空氣(或氧氣)進(jìn)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(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)潔、裝置生產(chǎn)力量大、生產(chǎn)過(guò)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(zhēng)辯以及葸醌加氫工藝的爭(zhēng)辯等幾個(gè)方面。氫化催化劑氫化催化劑是蒽醌法生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。該領(lǐng)域始終是國(guó)內(nèi)外雙氧水爭(zhēng)辯兩大類(lèi)。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(dāng)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(fù)載型催化劑，其關(guān)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(zhuān)利稱(chēng)，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(shí)間過(guò)長(zhǎng)而深度加氫等問(wèn)題，從而提高其催化劑的選擇性；同時(shí)又到達(dá)降低鈀含量和催化劑生產(chǎn)本錢(qián)的目的。成，各個(gè)催化劑通道幾何外形相近，使得反響物流經(jīng)通道時(shí)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(lái)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(jìn)展。用于懸浮床氫化的鈀系催化劑有AlOSiOAlO23 2 2320-40050-30025-400mVg。而當(dāng)催化劑承受低外表的無(wú)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(wú)載體的鈀黑催化劑能消退載體的影響，較軟的鈀顆?？梢员荛_(kāi)對(duì)設(shè)備的磨損。爭(zhēng)辯覺(jué)察，制備鈀黑催化劑時(shí)，如添加少量過(guò)渡金屬(相當(dāng)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(wú)載體的鈀催化劑具有便于回收利用的優(yōu)勢(shì)。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(huì)磨損頻繁開(kāi)閉的閥門(mén)，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(duì)應(yīng)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(tuán)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(duì)氫化、氧化和萃取操作過(guò)程的效率，有效葸醌的降解都有較大影響。因此，對(duì)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(diǎn)。在通常狀況下，溶劑一般都是由兩種有機(jī)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(lái)，由于C9高的附加值，因此C芳烴在雙氧水生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用呈逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)。氫葸醌10的溶劑則多承受高級(jí)脂肪醇類(lèi)、有機(jī)酸或無(wú)機(jī)酸的酯類(lèi)，如磷酸三辛酯(TOP)、(2-MCHA)等。依據(jù)相關(guān)爭(zhēng)辯人員的報(bào)道，在一樣的條件下，氫蒽醌在TBUTOPTBU爭(zhēng)辯覺(jué)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(guò)氧化氫的產(chǎn)量，生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品。近年來(lái)，超臨界流體的應(yīng)用引起了化工界學(xué)者的廣泛的興趣，用廉價(jià)、無(wú)毒、不燃的超臨界二氧化碳代替有機(jī)葸醌溶劑可避開(kāi)有機(jī)溶劑對(duì)過(guò)氧化氫的污BeckmanE.J.CO2的葸醌類(lèi)似物來(lái)合成雙氧水，主要工藝過(guò)程包括：(1)合成能溶于二氧化碳中的葸醌類(lèi)似物；(2)在二氧化碳中，葸醌類(lèi)似物與氫反響，得到相應(yīng)的氫化葸醌類(lèi)似物；(3)氫化葸醌類(lèi)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(tuán)不僅增加了其在二氧化碳中的溶解度，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生位阻效應(yīng)，在催化使用壽命，相應(yīng)削減雙氧水中的雜質(zhì)含量。氫氣和氧氣氫氣是生產(chǎn)過(guò)氧化氫的主要原料，約占生產(chǎn)本錢(qián)的1/4，由于氫氣的特別產(chǎn)裝置遲遲沒(méi)有擴(kuò)建，就是由于在很大程度上受到了氫氣來(lái)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(guò)對(duì)各種氫源進(jìn)展綜合這樣可以大大節(jié)約投資和降低過(guò)氧化氫的生產(chǎn)本錢(qián)。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(guò)程床時(shí)，與各通道內(nèi)催化劑的接觸狀況和時(shí)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(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)中保持穩(wěn)定；勿需催化劑分別特別裝置，工藝過(guò)程簡(jiǎn)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(jìn)入氫化212g/L。Kemira公司承受管式氫化反響器，內(nèi)有多個(gè)由惰性材料制成的靜態(tài)混臺(tái)器，每個(gè)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(shí)HO安排系數(shù)大，萃取產(chǎn)品濃度高，質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)40%；葸醌22行費(fèi)用低。利用率低，反應(yīng)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(shí)，由于流化床工藝使蒽醌氫化反響均勻，避開(kāi)反響過(guò)程局部熱點(diǎn)形成而導(dǎo)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(jiǎn)捷和最經(jīng)濟(jì)的合Pt-Pd0-25℃，壓2.9-17.3MPa13%-25%，反響可以連續(xù)進(jìn)展。該方法除去了蒽醌法需要的很多設(shè)備和原料，裝置費(fèi)用可以比蒽醌法削減50%，產(chǎn)品本錢(qián)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(gè)主要弊端，第一是H和O2 2在很大一個(gè)濃度范圍內(nèi)簡(jiǎn)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(huì)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(jī)物氧直接反響合成雙氧水，可以較好地解決以上問(wèn)題。碳相中應(yīng)有肯定的溶解度，在反響溫度25℃、反響壓力為10.4MPa時(shí)，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(jī)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(wèn)題：(1)器頂部氣相區(qū)混合而可能引起爆炸的問(wèn)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(shí)間，該催化劑也EdwardsLK.的收率能進(jìn)一步提高。陰極陽(yáng)極復(fù)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(guò)氧化鈣，后者經(jīng)過(guò)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(dāng)雙氧水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22%-3%)，同時(shí)含有肯定量的堿，經(jīng)回收處理后可得到質(zhì)量分?jǐn)?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(qián)低。該反響在有機(jī)溶劑中比在水中進(jìn)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?jǐn)?shù)90%的鈀加上質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的鉑。目前，這2一工程仍舊處