双氧水生产工艺介绍.ppt

1、过氧化氢生产工艺介绍，燕山大学环境与化工学院化工专业生产实习系列讲座，1。过氧化氢简介。过氧化氢分子式概述：H2O2，分子量：34.01中文名称：过氧化氢水溶液英文名称：过氧化氢密度：1.132克/毫升(35%，20%)溶解度：可与水、乙醇混合，规格工业过氧化氢不溶于苯和石油醚：27.5%，30%，35%，50%，70%(质量百分比)外观：无色透明液体，过氧化氢三维结构，2。过氧化氢的酸性和强氧化性：二元弱酸，既是氧化剂又是还原剂。在酸性介质中，碘化钾可以被氧化成碘。然而，当它与强氧化剂(如高锰酸钾)反应时，它将起还原作用。不稳定性：过氧化氢在室温下会分解产生氧气和水。加热或加入催化剂后，能加

2、速反应，迅速分解并释放大量热量。过氧化氢在与许多无机化合物或杂质接触后会迅速分解，释放出大量的热量、氧气和水蒸气。大多数金属(如铁、铜、银、铅、汞、锌、钴、镍、铬、锰等。)及其氧化物和盐是过氧化氢分解的活性催化剂，灰尘、烟灰、碳粉和铁锈也会加速分解。H2O2，22O2，燃烧时有爆炸性：过氧化氢在pH 40.5时最稳定，在碱性溶液中易分解。过氧化氢本身是不可燃的，但它能与可燃物反应并产生足够的热量引起火灾，其分解释放的氧气能强烈支持燃烧，最终导致爆炸。腐蚀性：纯度大于99.5的铝和不锈钢可用作工业金属材料。运输时使用塑料桶(聚四氟乙烯)和槽车(不锈钢)。毒性：对眼睛、粘膜和皮肤的化学烧伤，直接接

3、触皮肤引起的烧伤，使局部皮肤和头发变白(一段时间后可恢复)。如果你偶然接触到它，你应该立即用大量的清水清洗。储罐上设有足够直径的排气口，包装容器的盖子上设有排气孔。过氧化氢是一种绿色化工产品，在生产和使用过程中几乎没有污染，因此被称为“清洁”化工产品。目前，我国双氧水的主要消费领域是纺织、化工、造纸等行业，其中纺织印染行业对双氧水的需求约占总需求的20%，制浆造纸行业约占总需求的40%，化学合成行业约占24%，电子等其他领域约占16%。3。过氧化氢的使用。过氧化氢的用途，纺织工业：它主要用作纤维的漂白剂，对纤维强度的损害很小，不容易使织物变黄。造纸工业：主要用于纸浆漂白和废纸脱墨。化学工业：过

4、氧化氢广泛用于制备环氧化合物、有机和无机过氧化物。废水的解毒、除臭和脱色。电子工业：主要用于清洗硅片和集成电路元件。食品工业：用作加工厂的消毒剂，包装材料或容器的杀菌消毒，食品纤维的脱色剂。其他用途：药物合成，3%以下的稀过氧化氢溶液可用作药物杀菌剂；化妆品和牙膏的制备；草、藤、竹和木制品的漂白；火箭和鱼雷化学推进剂；不锈钢表面净化。4.过氧化氢的生产方法(1)无机反应法：无机法是最早制备过氧化氢的方法，即过氧化钡或其他无机过氧化物用硫酸或磷酸酸化制备过氧化氢，同时形成钡盐或其他不溶于水的物质。反应方程式如下：Bao 2 h2so 4 baso 4 H2O 2 nao 2 h2so 4 10

5、h2ona 2so 4 10 h2oh 2o 2(2)电解法：该法最早发现于电解硫酸过程中，后来由第一种过硫酸盐法改进为过硫酸钾法，最后改进为过硫酸铵法，成为我国过氧化氢的主要生产方法过硫酸铵法以铂为阳极，石墨为阴极，其化学反应方程式为2nh 4 HSO 4(NH4)2s2o 8h 2(NH4)2s2o 82 H2O 2 NH 4 HSO 4 H2O 2；(3)异丙醇氧化法：该方法以异丙醇为原料，过氧化氢或其他过氧化物为引发剂，用空气或氧气进行液相氧化，生成过氧化氢和丙酮。该方法的缺点是需要消耗大量异丙醇，投资大，并且在获得过氧化氢的同时产生相同量的丙酮。C3H8O0C3H6OH2O2，4。过

6、氧化氢生产方法，4。双氧水生产法，(4)蒽醌法：第一套设备由美国杜邦公司于1953年建成投产，由中国明化学研究所成功开发，1971年由北京氧气厂投产。该工艺将2-烷基蒽醌和有机溶剂配制成工作溶液，在压力0.30兆帕，温度55-65，在钯催化剂存在下，通入氢气进行加氢，然后用空气氧化，然后萃取、再生、精制成过氧化氢成品。(5)氢氧直接合成、阴极和阳极还原、真空浓缩等方法。5。过氧化氢质量标准：GB 1616-2003；2.蒽醌法生产过氧化氢工艺；1.生产方法及机理：以钯为催化剂的蒽醌法过氧化氢生产工艺：以2-乙基蒽醌和2-乙基蒽醌为载体，溶剂油和磷酸三辛酯为溶剂制备工作液。经过加氢、氧化、萃取、

7、纯化等过程，制得成品过氧化氢，工作液在系统中循环使用。主要原料：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、水等。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一定比例配制而成。2。生产过氧化氢的原料，(1)芳烃：主要是C9馏分，即三甲苯异构体，含少量二甲苯、四甲基苯、萘和胶质，不含有机或无机物质。(1)比重(20): 0.874 (2)沸程：150，200(标准大气压)(3)芳烃含量：96(通过磺化方法测定)(4)总硫含量：1 ppm (5)与水的分层时间：2分钟(6)与水的界面张力：30达因/厘米(7)。(2)熔点：107109 (3)苯中不

8、溶物：0.3 (4)EAQ含量：98 (5)结构式：(3)磷酸三辛酯：简称TOP，无色透明液体(1)比重；0.9180.924(254) (2)折射率：1.441 0.001(25) (3)粘度：13厘泊(25) (4)与水的界面张力：18达因/厘米(5)2乙基己醇含量：0.5 (6)酸度：磷酸三辛酯：99%；(4)碳酸钾：分子式：K2CO3，白色结晶性粉末；(1)碳酸钾含量：98.5%；(2)氯化钾含量：0.2；(3)含硫化合物(按K2S04计算):0.15；(4)磷：0.15；(5)铁：0.004 (5) (5)钯催化剂(1)形状：球形、条形和圆柱形(2)钯含量：0.300.02(3)堆积

9、密度：0.580.05克/毫升(4)抗压强度：每颗粒平均40N)液体空速：7小时-1 (6)氢效率：8.5克(6)活性氧化铝：白色规则固体，通常为球形颗粒，颗粒尺寸为3-5毫米(1)晶形：R形状(2)堆积密度；0.55-0.70 kgm3 (3)比表面积：200-300 m2m3 (4)氧化钠含量：0.3-0.5 (5)抗压强度：33，360 7kg (6)水不软、不碎或不粉状(7)吸水率：30，(7)氢(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：10 ppm (6(9)氮纯度：99%氧含量；1.0露点：低于当地最低温度(10)。纯

10、水要求不含钙、镁、氯和重金属离子。电导率：110-4米3。蒽醌法生产过氧化氢工艺流程介绍。(1)蒽醌法生产过氧化氢：加氢系统、氧化系统、萃取净化系统、后处理系统、溶液制备和回收系统。氢化系统将蒽醌转化为氢蒽醌和四氢蒽醌；在氧化系统中，蒽醌和四氢蒽醌直接被空气中的氧气氧化，转化为蒽醌和四氢蒽醌，同时产生过氧化氢。萃取系统的功能是用纯水从氧化溶液中萃取回收过氧化氢，生成一定浓度的过氧化氢溶液。将溶液纯化，产生27.535个产物。后处理过程：提取的工作液称为残液，其中含有少量过氧化氢。经过碱塔、碱沉降罐和后处理粘土床后，返回再生液储罐，完成一个循环。(2)工作流体的组成(制备)系统中使用的工作流体由

11、载体(2-乙基蒽醌和四氢2-乙基蒽醌)和溶剂组成。溶剂由磷酸三辛酯和重芳烃组成。其中，磷酸三辛酯是溶解蒽醌的极性溶剂；重芳烃是用于溶解蒽醌的非极性溶剂。溶剂比：重芳烃磷酸三辛酯=7525-8020；重芳烃：660-680毫升；磷酸三辛酯：210-230 MlL；2-乙基蒽醌(EAQ): 110-140微克/升；四氢2-乙基蒽醌：40-75。(3)蒽醌法生产过氧化氢工艺流程示意图，工作液加氢，工作液由再生液泵从再生液储罐输送至工作液换热器，经预热后通过工作液预热器、再生白土床、工作液过滤器和工作液冷却器。工作液冷却至室温后，加入氢化液循环泵送来的循环氢化液，进入氢化塔。从氢气处理部分输送的氢气在

12、制备部分被压缩、冷却和脱水，然后与工作液体混合进入氢化塔的顶部。进入氢化塔的工作液体和氢气的混合物由分配器分散，然后均匀地通过催化剂床。在一定的温度和压力下，工作液中的氢和蒽醌发生加氢反应，生成氢蒽醌和四氢蒽醌。氢化工作液体被称为氢化液体。氢化液和过量氢气从氢化塔底部出来，进入氢化液气液分离器进行气液分离。尾气冷凝再生蒸汽冷凝器夹带的芳烃，然后进入冷凝液接收罐。冷凝的芳烃定期排放和回收。芳烃分离后的加氢尾气经压力调整后排空。从氢化液-气-液分离器下侧出来的部分氢化液进入氢化液再生床，然后经过氢化液过滤器和工作液换热器，进入氢化液储罐。氢化工艺示意图，蒽醌氢化反应配方，H2，四氢2-乙基蒽醌四氢

13、2-乙基氢化蒽醌，2-乙基蒽醌四氢2-乙基蒽醌，H2，氢化副反应：氢化副产物主要是蒽酮类，蒽酮，八氢蒽醌等。这是由苯环氢化和氢化过程中羰基不完全氢化引起的。加氢系统中的主反应，加氢系统中的副反应：EAQ 2H2THEAQ EAQ 2H2蒽酮类或蒽酮类H2蒽酮类或蒽酮类，加氢工艺控制指标，(1)加氢效率：6-8 g/L加氢度：50，(2)工作液流量：160-220 m3/h氢气流量：600-1350 m3/h加氢尾气流量：62 m3/h加氢液循环流量：80 m3h脱氢液缺点：当THEAQ含量过高(占总蒽醌的80%以上)时，总蒽醌的溶解度会降低，工作液的粘度和密度会增加，不利于加氢和氧化反应。一般

14、来说，THEAQ的含量应保持在总蒽醌的50%左右。四氢蒽醌等加氢副产物在开车初期产生较多，一是加氢条件的控制，二是催化剂的选择性。加氢液的氧化加氢液从加氢液储罐泵送到氧化上塔底部。来自空气压缩机的压缩空气经过滤后，从氧化上塔和氧化下塔底部以两种方式同时进入氧化塔。氧化反应在一定的温度和压力下进行。氢化液中的部分氢蒽醌和四氢蒽醌与氧气反应，得到相应的蒽醌和四氢蒽醌，生成过氧化氢。氧化上塔的气液混合物从上塔顶部进入1号气液分离器，分离尾气后的工作液进入氧化下塔，与下塔的空气进一步反应，直至所有的蒽醌转化为相应的蒽醌。氧化下塔的气液混合物从下塔顶部进入2号气液分离器，分离尾气后的工作液(也称氧化液)

15、通过调节阀进入萃取塔。1号和2号气液分离器的尾气收集后，通过尾气冷凝器、尾气缓冲罐、氧化尾气吸附装置和鼓泡塔排出。冷凝回收的芳烃通过芳烃接收罐定期排放到加氢液储罐，尾气吸附装置回收的芳烃进入酸性工作液回收罐。为了防止加氢溶液氧化过程中过氧化氢的分解，在加氢溶液泵的进口管中不断加入一定量的工业磷酸，以保证氧化溶液的酸度。氧化工艺流程图，氢蒽醌氧化反应方程式，H2O2，O2，2-乙基氢蒽醌2-乙基蒽醌，O2，H2O2，四氢2-乙基氢蒽醌四氢2-乙基蒽醌，氧化系统中的主要反应，EAHQ O2EAQ H2O2 THEAHQ O2EAQ H2O2氧化系统中的副反应：THAHQ环氧化THAHQ环氧化THA

16、HQ化合物，该反应过程没有产生过氧化氢，但其副产物在氢化过程中转化为THAHQ。但是当氧化系统呈酸性时，这种副反应不会发生。氧化过程控制指标：(1)氧化效率：6.8-7.8克/升氧化收率：氧化尾气中96%氧含量：氧化液酸度：0.003-0.006克/升(以磷酸计)(2)加氢液流量：160-220立方米/小时空气流量：上塔1400-2000立方米/小时，中塔1400-1900立方米/小时，下塔1400-1700立方米/小时(3)操作温度氧化温度：45-55氧化液冷却器出口温度：40-45尾气冷却器出口温度： 35尾气冷却器出口温度： 10 (4)操作压力氧化压力：0.25-0.35兆帕(塔顶)(5)液位氧化液第