双氧水

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蒽醌法工艺原理
2、工作液构成
溶质
2乙基蒽醌 四氢2-乙基蒽醌
溶剂
重芳烃 磷酸三辛酯
工作液
溶剂比:重芳烃:磷酸三辛酯=75:25; 重芳烃:660—680 ml/l; 磷酸三辛酯:210~230 ml/l; 2一乙基蒽醌(EAQ):110~140 g/l ; 四氢化2——乙基蒽醌(THEAQ):40~75% 。
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双氧水用途
双氧水用途
纺织业和造纸业用作漂白剂:主要用 作纤维的漂白剂,对纤维强度的损伤 小、 织物不易返黄 。
绿色化工合成中用作氧化剂和环氧化剂
食品和医药工业中用作消毒剂、杀菌剂: 作为加工厂的消毒杀菌剂、包装材料或 容器灭菌消毒、食品纤维的脱色剂。
环保方面用于三废处理:对废水进行 除毒、去味、脱色。
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蒽醌法
双氧水生产方法
蒽醌法生产双氧水是目前世界上该行业最为成熟的生产 方法之一,国外大型的生产厂家都采用蒽醌法生产双氧水。 在国内,目前双氧水的制备也几乎采用的都是蒽醌法。
20世纪初,人们发明以2-烷基蒽醌作为氢的载体循环使 用生产双氧水的方法,后经多次改进使该技术日趋成熟。其 工艺为2-烷基蒽醌与有机溶剂配制成工作溶液,在压力为 0.30MPa、温度55-65℃、有催化剂存在的条件下,通入H2进 行氢化,再在40-44℃下与空气(或氧气)进行逆流氧化,经萃 取、再生、精制与浓缩制得到H2O2水溶液成品。
作液中溶解度的不同及工作液与水的密度差,用纯
水萃取含有过氧化氢的工作液(以下称氧化液),
得到过氧化氢的水溶液(俗称双氧水)。过氧化氢
的水溶液经重芳烃净化处理及空气吹扫,即得到浓
度为27.5%(wt)的过氧化氢产品。
经水萃取后的工作液(以下称萃余液),经过
沉降除水,并通过碳酸钾溶液中和其酸性及活性氧
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蒽醌法工艺原理
3、反应式 氢化反应条件:催化剂(钯),温度40~70℃,压力0.25~0.3MPa(G) 反应方程式:
O C2 H5
+ H 2 触媒
OH C2 H5
O
OH
O C2 H5
+ 3 H 2 触媒
O
OH C2 H5
OH
O
C2 H5
+
H2
ห้องสมุดไป่ตู้触媒
OH C2 H5
O
OH
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蒽醌法工艺原理
3、反应式 氧化反应条件:温度45~55℃,压力0.22~0.3MPa(G) 反应方程式:
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原材料规格
7、氢气 (1)纯度:≥98.5% (2)氮含量:≤ 1.6% (3)甲烷含量:≤ 2.0 % (4)氧含量:≤ 0.4% (5)氯含量:≤ 10ppm (6)C02:≤25ppm (7)CO:≤1Oppm (8)总硫:≤ 0.1ppm (9)汞:≤ 0.1ppm
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原材料规格
8、空气 (1)要求不含铁锈、灰尘、油和一氧化碳、二氧化硫、 硫化氢等有害气体。 (2)露点:低于当地最低气温。 9、氮气 (1)纯度:≥99% (2)氧含量;≤1.0% (3)露点:低于当地最低气温 10、纯水 (1)要求不含钙、镁、氯及重金属离子 (2)电导率:≥1×10-4 S/m
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蒽醌法工艺原理
蒽醌法固定床工艺,以2-乙基蒽醌(EAQ)为载
体,重芳烃及磷酸三辛酯(TOP)为混合溶剂,配 制成具有一定比例的溶液(以下称工作液)。将该 溶液与氢气一起通入装有钯触媒的氢化塔内,在一 定压力和温度下进行氢化反应,得到相应的氢蒽醌 (HEAQ)溶液(以下称氢化液)。氢化液在氧化塔 内再被空气中的氧气氧化,溶液中的氢蒽醌恢复成 蒽醌,同时生成过氧化氢。利用过氧化氢在水和工
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双氧水装置基本情况介绍
一水装置 10万吨/年
二水装置 5万吨/年
三水装置 11万吨/年
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物理性质
双氧水物理性质
纯过氧化氢( H2O2 )是淡蓝色的粘稠 状液体,它的水溶液俗称双氧水,系 无色透明液体。
H2O2溶于水、乙醇及乙醚,不溶于苯,与 水可以任何比例混溶,高浓度时有腐蚀性, 放置时逐渐分解为氧气和水。
C2H5
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蒽醌法工艺原理
4、萃取原理 萃取原理利用过氧化氢在水和工作液中溶解度的不同 及工作液与水的密度差。 萃取就是用水作萃取剂把溶在工作液中的双氧水再溶 到(萃取到)水中而得到双氧水。由于水与工作液完全 不互溶,将水和工作液分离是比较容易的 。水从萃取 塔顶部进入,氧化液从底部进入,二者逆流接触,最终 工作液从顶部流出,带有一定浓度的双氧水从塔底流出。
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双氧水生产方法
异丙醇法
异丙醇法是以过氧化物为诱发剂,用空气或氧
气对异丙醇进行液相氧化,生成双氧水和丙酮。
氧化生成物通过蒸发器,将双氧水同有机物及
水分离,再经有机溶剂萃取净化,得到双氧水,
同时副产丙酮。
(CH3)2CHOH+O2------CH3COCH3+ H2O2
异丙醇
丙酮
该法的不足之处是联产的丙酮也要求寻找消费
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蒽醌法工艺流程
1、工艺流程简图
空气
纯水 磷酸
AR
催化剂
氢化液
氧化液
萃取液
氢化
氧化
萃取
净化
氢气
萃余液 磷酸
循环工作液
后处理
EAQ
工作液
配制再生 AR+TOP
新鲜工作液
碳酸钾
成品 罐区
去 氨 肟 化 装 置
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蒽醌法工艺流程
1、氢化流程
➢从后处理工序来的工作液进入工作液冷却加热器,然后从顶部进入 氢化塔 。 ➢自界区来的氢气进入缓冲过滤罐后从顶部进入氢化塔 。 ➢氢气与工作液在塔中充分反应,并流而下由氢化塔下部出料,从氢 化塔出来的氢化液和未反应的氢气进入氢化塔分离段进行气液分离 。 ➢氢化反应压力控制在0.27-0.30MPa(g),温度控制在40-70℃。温 度和压力的控制要根据触媒活性情况和生产负荷的要求由低逐渐提高。 ➢氢化塔分离段液相出料分为两路:一路由氢化液循环泵抽出经过循 环氢化液过滤器过滤、循环氢化液换热器冷却后打进氢化塔,循环氢 化液的目的是调节氢化塔的温度、增加喷淋密度、稳定氢化效率以及 避免局部过度氢化。另一路靠压差经氢化液过滤器过滤、氢化液冷却 器冷却后进入氢化液受槽,此路氢化液在进入过滤器前约10%进入氢 化白土床再生降解物,主要再生的是氧化工序产生的环氧化物(蒽酮 类物质)。
5、钯触媒 (1)外形:球形,条形,圆柱形 (2)钯含量:0.30+ 0.02% (3)堆积密度:0.58 +0.05g/ml (4)抗压强度:40N/平均每颗粒 (5)氢效:≥ 7.5g/l (6)使用温度:50—80℃ (7)使用寿命:≥ 3年 (8)钯触媒活化和再生
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原材料规格
6、活性氧化铝,白色规则形固体,粒径为Φ3~5mm球形 (1)晶形:r形 (2)堆积密度;0.55—0.70 T/m3 (3)比表面积:200~300m2/m3 (4)氧化钠含量:≤0.3~0.5% (5)压强度: ≥ 7kg (6)过水不软、不碎、不粉 (7)吸水率:≥ 30%
熔点-0.43 °C,沸点150.2 °C
分子式H2O2,分子量为34.01。
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双氧水化学性质
化学性质 双氧水是一种强氧化剂,遇更强的氧化剂
时则呈还原性,它的化学性质活泼.可参与分 解、加成、取代、还原等反应。可氧化所有的 有机化合物和数量众多的无机化合物.纯净的 双氧水在任何浓度下都很稳定,但与重金属、 灰尘、碱性物质接触受热时可加速分解,生成 氧气和水,并放出大量的热量,分解速度与温 度、pH值、杂质含量等密切相关,其分解速度 随着三者的上升而加快。
该方法除去了蒽醌法需要的许多设备和原料,装置费用可以比蒽醌法减少 50%,产品成本也显著降低。通常选择Pd作为催化剂,二氧化钛、氧化钨、氧化 钼和氧化钒等作为助剂。
氢氧直接合成法有两个主要弊端,第一是H2和O2在很大一个浓度范围内容 易爆炸,因此需要调整H2和O2的比例,或者在反应物中加入稀释剂,如N2,CO2 或Ar,这些都会影响到合成反应,限制反应物的浓度;第二是在催化剂的选择 上,一般用于生产双氧水的催化剂同时也很容易使氢气氧化成水,或者使双氧 水分解。因此安全隐患成为制约氢氧直接合成法制双氧水的主要因素,对生产 工艺以及设备的要求很苛刻,最终难以达到降低生产成本的目的。
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双氧水用途
已内酰胺的合成 利用过氧化氢,将环已酮氧化成环
已酮肟,环已酮肟经过重排生成已内 酰胺。目前,这一工艺路线已经在巴 陵石化、浙江恒逸和石家庄化纤实现 工业化。
环已酮 氨
双氧水
贝克曼重排
环已酮肟
已内酰胺
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双氧水产品规格
工业过氧化氢质量指标(GB 1616-2003)
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双氧水生产方法
异丙醇法 电解法 蒽醌法 氢氧直接化合法
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原材料规格
4、碳酸钾,分子式: K2CO3,白色结晶粉末 (1)碳酸钾含量:≥98.5% (2)氯化钾含量:≤0.2% (3)硫的化合物(以K2S04计): ≤0.15% (4)磷:≤0.15% (5)铁:≤ 0.004% (6)水的不溶物:≤0.05% (7)灼烧失量:≤ 1.00%
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原材料规格
技师大讲堂
化肥事业部 2013年9月
蒽醌法生产双氧水介绍
双氧水装置基本情况介绍
巴陵分公司在1987年建成国内第一套蒽 醌法钯触媒固定床氢化工艺工业化装置。 1994年建成一套1.5万吨/年双氧水装置, 2002年、2007年改扩到5万吨/年;2003年配 套氨肟化工艺的工业化建成一套8万吨/年双 氧水装置,2013年改扩到11万吨/年;2012年 配套20万吨/年己内酰胺挖潜改造项目建成一 套10万吨/年双氧水装置,目前双氧水车间生 产双氧水达26万吨/年。
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原材料规格
2、蒽醌(2—乙基蒽醌 ),简写EAQ
(1)外观:淡黄或亮黄色粉末或鳞片状结晶。
(2)熔点:107~109℃
(3)苯中不熔物:≤ 0.3%
(4)EAQ含量:≥ 98% O
(5)结构式:
C2H5
O
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原材料规格
3、磷酸三辛酯,简写TOP,无色透明液体 (1)比重;0.918~0.924(25/4℃) (2)折光率:1.441+0.001(25℃) (3)粘度:≤ 13厘泊(25℃) (4)与水的界面张力:≥达因/cm2 (5)2—乙基己醇含量:≤ 0.5% (6)酸度:≤ 0.2mgKOH/g (7)总卤含量:≤1Oppm (8)还原硫:≤2ppm (9)磷酸三辛酯:≥99 %
市场,且要消耗大量的异丙醇,因此装置在整
体上缺乏竞争力,目前已经被淘汰。
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电解法
双氧水生产方法
电解法是生产双氧水的最早方法1908年电解法工艺出现,工艺过程化学反 应如下:
2NH4HSO4------(NH4)2S2O8+H2 (NH4)2S2O8+H2O---------- 2NH4HSO4+H2O2 电解法生产双氧水是用铂做阳极,铅为阴极,电解硫酸一硫酸盐(或硫酸 氢盐)的水溶液。制取过硫酸盐,水解同时生成双氧水和硫酸氢盐,经减压蒸 馏,分离出双氧水,硫酸氢盐循环使用,生产的稀双氧水再经浓缩而获得所需 浓产品。 据报导国内某厂电解法工艺技术己达到国际水平,可以生产35%的H2O2, 同时可承担设计。其电耗为3500度/吨,另外耗煤1.5吨/吨。相当于每生产1公 斤纯双氧水耗电10度以上。实际上,电解法一般电耗远高出该值,在14Kwh/kg (H2O2)左右,而蒽醌法生产1公斤纯双氧水仅耗电0.3度上下,可见电解法双 氧水生产的电耗之高。 电解法与蒽醌法相比,除电耗高之外,另一弱点就是投资大,电解槽的建 设不仅占地面积大,而且费用昂贵。
OH C2H5
+ O2
OH
OH C2H5
+ O2
OH
O C2H5
+ H2O2
O
O C2H5
+ H2O2
O
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蒽醌法工艺原理
3、反应式 氢化副反应:氢化降解物主要是蒽酚酮、蒽酮、八氢蒽醌等,是 由于加氢时,苯环加氢和羰基不完全加氢所致。
O
C2H5 +H2
O C2H5
O
O
C2H5
+H2
O
H OH
O
HH
目前我国市场上有质量分数分别为27.5%、35.0%、50.0% 和70.0%等几种规格的产品。
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双氧水生产方法
氢氧直接化合法
由氢氧化合制备双氧水是一种具有环保意义的最直接最简捷和最经济的合 成方法,其工艺特点是采用几乎不含有机溶剂的水作反应介质,采用活性炭为 载体的Pt-Pd催化剂,水介质中含有溴化物作助催化剂,反应温度为0-25℃,压 力为2.9-17.3MPa,反应产物中双氧水质量分数可达13%-25%,反应可以连续进 行。
蒽醌法工艺原理
1、生产单元
氢化单元把蒽醌转化氢蒽醌或四氢氢蒽醌。
氧化单元用空气中的氧直接氧化氢蒽醌和四 氢氢蒽醌,并转化为蒽醌、四氢蒽醌,同时 生成双氧水。
萃取单元是用脱盐水从氧化液中萃取双氧水, 生成一定浓度的双氧水溶液,该溶液再经过 净化即得到成品双氧水溶液。
后处理单元是萃取的萃余液经过后处理 再生处理后进入下一个使用循环过程。
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原材料规格
1、芳烃 主要为C9馏份,即三甲苯异构物,含有少量的二 甲苯、四甲苯、萘及胶质物,不含有机或无机物。 (1)比重(20℃):0.874 (2)沸程:150~200℃(标准大气压) (3)芳烃含量:≥ 96%(磺化法测定) (4)总硫含量:≤ 1 ppm (5)与水的分层时间:≤ 2 min (6)与水的界面张力:≥ 30 dyn/cm
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