工业双氧水的制备.ppt

双氧水 H2O2 第四组 李亚军杨彩霞 双氧水的简介 性质和用途 双氧水原料来源 双氧水的生产方法双氧水的生产原理催化原理工业原理工业条件选择工业流程主要设备 过氧化氢属于易制爆物品 根据 危险化学品安全管理条例 受公安部门管制 低浓度医用过氧化氢溶液不受管制英文名称 Hydrogenperoxide分子量 34 02 双氧水的简介 物理性质 水溶液为无色透明液体 有微弱的特殊气味 纯过氧化氢是几乎无色 非常浅的蓝色 的液体 熔点 0 89 无水 沸点 152 1 无水 折射率 1 4067 25 相对密度 水 1 1 46 无水 饱和蒸气压 kPa 0 13 15 3 溶解性 能与水 乙醇或乙醚以任何比例混合 不溶于苯 石油醚 结构 H O O H既有极性共价键又有非极性共价键 化学性质 具有 H2O2是二元弱酸 具有酸性 有氧化性和还原性 不稳定性 可发生电解反应 能发生分解反应 双氧水本身的的分解是个自身氧化还原的反应 也叫歧化反应 性质详解 性质 双氧水的用途分医用 军用和工业用三种 日常消毒的是医用双氧水 医用双氧水可杀灭肠道致病菌 化脓性球菌 一般用于物体表面消毒 双氧水具有氧化作用 但医用双氧水浓度等于或低于3 擦拭到创伤面 会有灼烧感 表面被氧化成白色 用清水清洗一下就可以了 过3 5分钟就恢复原来的肤色 化学工业用作生产过硼酸钠 过碳酸钠 过氧乙酸 亚氯酸钠 过氧化硫脲等的原料 酒石酸 维生素等的氧化剂 医药工业用作杀菌剂 消毒剂 以及生产福美双杀虫剂和40l抗菌剂的氧化剂 印染工业用作棉织物的漂白剂 还原染料染色后的发色剂 用于生产金属盐类或其他化合物时除去铁及其他重金属 也用于电镀液 可除去无机杂质 提高镀件质量 还用于羊毛 生丝 皮毛 羽毛 象牙 猪鬃 纸浆 脂肪等的漂白 高浓度的过氧化氢可用作火箭动力燃料 民用 处理厨房下水道的异味 到药店购买双氧水加水加洗衣粉倒进下水道 可去污 消毒 杀菌3 的过氧化氢 医用级 可供伤口消毒 作用和用途 氢气是氢化反应的基本原料 生产中对氢气质量要求较高 其中体积分数 H2 98 N2 1 6 CH4 2 0 O2 0 4 Cl2 10 10 6 CO 10 10 6 CO2 25 10 6 S 0 1 10 6 若CH4 CO Cl2 S含量超标 则其与钯催化剂发生化学反应 导致催化活性下降 进而失效 氢气纯度是影响反应的主要因素 氢气纯度高 氢效高而稳定 产量高而消耗低 原料 我国双氧水生产始于20世纪50年代 70年代以前全部使用电解法生产 目前我国除天津市东方化工厂还保留一套电解法工艺双氧水生产装置外其余全部是蒽醌法生产装置 国家也已禁止投资电解法生产双氧水项目 我国双氧水生产预测 当前 我国双氧水的生产和消费出现阶段性过剩 可能引发市场行情的剧烈波动 同时过度的竞争将导致行业重新洗牌 在已有的20多套采用镍催化剂的小型装置停产的基础上 还将有一批采用钯催化剂的小型装置陆续退出生产领域 双氧水投资主体将继续朝着多元化方向发展 随着外资 合资 民营资本的大量入驻 民营资本将逐渐成为主导地位 历经几轮行业调整 在华北 华东和华南三大市场 将有几个行业巨头浮出水面 这些企业具有相对完善和一定特色的产业链 并同时占据较大的市场份额 将成为国内区域市场强有力的竞争者 未来几年 双氧水产业将进入一个稳定发展的成熟阶段 产量仍会逐渐增长 但增长幅度会较前几年幅度减小 必将经过一个由分散到集中 优胜劣汰的产业整合阶段 最终会形成几个企业巨头垄断国内双氧水市场的局面 双氧水工业基本情况 生产方法 蒽醌法电解法异丙醇法由于电解法和异丙醇法耗能高而逐渐被淘汰 在此我们主要介绍蒽醌法制取H2O2 双氧水生产工艺 蒽醌法是生产过氧化氢主要的方法 其工艺为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 通入氢气进行氢化 再在40 44 下与空气 或氧气 进行逆流氧化 经萃取 再生 精制与浓缩制得质量分数为20 30 的过氧化氢水溶液产品 乙基蒽醌法化学反应方程式2 乙基蒽醌 H2 2 乙基 9 10 蒽二酚 钯催化 2 乙基 9 10 蒽二酚 O2 2 乙基蒽醌 H2O2总反应H2 O2 H2O2 2 乙基蒽醌 钯催化 蒽醌法 化学反应方程式 氢化反应 蒽醌法双氧水生产工艺 氧化反应 本方法制取过氧化氢是以2 乙基蒽醌 EAQ 为载体 重芳烃 AR 及磷酸三辛酯 TOP 为混合溶剂 配制成具有一定组成的工作液 将其与氢气一起通入一装有催化剂的氢化床内 EAQ于一定压力和温度下与氢进行氢化反应 生成相应的氢蒽醌 HEAQ 所得溶液称氢化液 氢化液再被空气中的氧氧化 其中的氢蒽醌恢复成原来的蒽醌 同时生成过氧化氢 所得溶液称为氧化液 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 用纯水萃取氧化液中的过氧化氢 得到过氧化氢水溶液 俗称双氧水 此水溶液经净化处理即可得到过氧化氢产品 经水萃取后的工作液 称萃余液 经过后处理工序K2CO3溶液干燥脱水分解H2O2和沉降分离碱 再经白土床内的活性氧化铝吸附除碱和再生降解物后得到工作液 然后再循环使用 催化原理 生产方法和机理 钯触媒蒽醌法生产双氧水是以四氢2 乙基蒽醌和2 乙基蒽醌为载体 溶剂油 磷酸三辛酯为溶剂配成工作液 工作液经过氢化 氧化 萃取 净化等过程 得成品双氧水 工作液则在系统中循环使用 主要生产原料 2 乙基蒽醌 磷酸三辛酯 溶剂油 活性氧化铝 磷酸 碳酸钾 氢气 空气 水 催化剂 镍和钯催化剂 工作液 由2 乙基蒽醌 磷酸三辛酯和溶剂油按照一定比例配制而成 流程示意图 氧化液贮槽内的氧化液由氧化液泵经流量控制后打入萃取塔底部 与从塔顶部进入的纯水逆流接触 靠二者密度不同 氧化液由下向上漂浮 纯水由上向下连续流动 萃取塔系不锈钢筛板塔 氧化液经每层筛板分散成细小液滴穿过连续水相后再凝聚 在萃取塔塔头与水沉降分离后溢流入萃余液分离器 从萃余液分离器出来的分离掉水分的萃余液进入后处理岗位的工作液计量槽 萃余液分离器分离出来的水分排入地下槽 从萃取塔底部出来的过氧化氢水溶液 称为萃取液 萃取液进入净化塔 净化塔是一个填料塔 过氧化氢水溶液从净化塔的顶部进入 与塔内重芳烃充分接触 除去水相中的有机物 达到脱色和脱碳目的后 从塔底部流出 经稀品分离器自动分离出可能含有的少量芳烃后靠位差进入双氧水产品罐区 分离出的芳烃溢流至废芳烃受槽 流程简述 氢化工序 温度和压力是随催化剂活性的降低而逐步提高 氢化过程控制氢效6 9g L 若过低影响产量 过高其副反应增加 同时在开车后期 为延长催化剂的使用寿命 出氢化塔的氢化液温度不宜超过70摄氏度 氢化塔的压力不应超过最高工作压力0 365Mpa 若进氢化塔的工作液碱度过高 会使催化剂中毒 h S n8E H3p6 U b氧化工序 温度和压力一般控制在48 52摄氏度 若其过低影响氧化收率 过高会过多的生成环氧类的副产物 若进氧化塔的氢化液酸